sintesis dan pemanfaatan nanopartikel arang aktif …
TRANSCRIPT
SINTESIS DAN PEMANFAATAN NANOPARTIKEL ARANG
AKTIF DARI TEMPURUNG KELAPA UNTUK
PENGOLAHAN LIMBAH RUMAH MAKAN
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Ar-Raniry Banda Aceh
Sebagai Beban Studi Memperoleh Gelar Sarjana dalam Ilmu Teknik
Lingkungan
Diajukan Oleh
KAISAR HIDAYAT
NIM. 160702107
Mahasiswa Program Studi Teknik Lingkungan
Fakultas Sains dan Teknologi UIN Ar-Raniry Banda Aceh
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI AR–RANIRY
BANDA ACEH
2021 M/1441 H
iv
ABSTRAK
Makan
rumah makan.
Sumber limbah domestik berasal dari kegiatan sehari-hari yang menghasilkan
limbah memasak, mencuci, mandi serta kegiatan peternakan dan pertaniaan.
Limbah limbah mengandung bahan-bahan yang dapat merusak lingkungan serta
membahayakan kehidupan manusia. Salah satunya adalah grey water. Grey water
adalah air limbah yang berasal dari kegiatan rumah tangga tapi tidak termasuk
toilet. Limbah domestik dapat menyebabkan timbulnya berbagai penyakit karena
terkandung bahan organik, anorganik dan gas di dalamnya. Limbah domestik diolah
dengan memanfaatkan nanopartikel arang aktif tempurung kelapa. Penelitian ini
bertujuan untuk melihat efektivitas dan efisiensi pengolahan limbah domestik
dengan nanopartikel arang aktif tempurung kelapa. Hasil analisa berdasarkan
variasi waktu dan massa arang aktif, pengujian pH diukur dengan pH meter sesuai
baku mutu 6-7, Sedangkan untuk COD dengan spektrofotometri berturut-turut
sebesar 96,62 %, TSS dengan metode gravimetri berturut-turut sebesar 88,59%,.
Hasil analisa SPSS menggunakan regresi liniear sederhana untuk variasi massa
(gram) dan waktu kontak menunjukkan nilai signifikasi berturut-turut sebesar 0.000
lebih kecil < dari pada probabilitas 0,005 sehingga ada pengaruh waktu terhadap
pH. Kemudian analisa hasil korelasi antar parameter COD, TSS dan pH. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa parameter COD dan pH berkorelasi, yang berarti
Nama : Kaisar Hidayat
NIM : 160702107
Program Studi : Teknik Lingkungan
Judul : Sintesis Dan Pemanfaatan Nanopartikel Arang Aktif Dari
Tempurung Kelapa Untuk Pengolahan Limbah Rumah
Tanggal Sidang : 26 Januari 2021
Tebal Skripsi : 59 halaman
Pembimbing I : Dr. Abd Mujahid Hamdan, M.Sc.
Pembimbing II : Teuku Muhammad Ashari, M.Sc.
Kata Kunci : Nanopartikel, arang aktif, sintesis, pemanfaatan, limbah
v
terdapat korelasi antara variabel yang dihubungkan dengan taraf signifikansi 1%
berdasarkan nilai R untuk korelasi kuat (-0,727).
KATA PENGANTAR
Bismillah dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, tuhan
yang Maha Esa, Pencipta alam semesta beserta isinya dan tempat berlindung bagi
Umat-Nya, tidak lupa juga shalawat dan salam kepada junjungan Nabi besar
Muhammad SAW, rasul seluruh umat manusia.
Dengan pertolongan dan hidayah-Nya penulis dapat menyusun tugas akhir
“Sintesis dan Pemanfaatan Nanopartikel Arang Aktif dari Tempurung Kelapa
dengan maksimal dan dengan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat
memperlancar pembuatan proposal tugas akhir ini, untuk itu penulis menyampaikan
rasa hormat dan terima kasih kepada:
1. Dr. Azhar Amsal, M.Pd, selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
2. Dr. Eng. Nur Aida, M.Si, selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan.
3. Ibu Yeggi Darnas M.T, selaku Sekretaris Program Studi Teknik Lingkungan.
4. Ibu Husnawati Yahya, M.Sc, selaku Pembimbing Akademik yang telah
berkenan mengarahkan dan membimbing saya.
5. Dr. Abdullah Mujahid Hamdan M.Sc, selaku Dosen Pembimbing yang telah
berkenan memberikan tambahan ilmu serta solusi pada setiap permasalahan dan
kesulitan dalam penulisan Tugas Akhir.
6. Bapak Teuku Muhammad Ashari S.T., M.Sc, selaku Dosen Pembimbing II yang
telah berkenan memberikan tambahan ilmu serta solusi pada setiap masalah dan
kesulitan dalam penulisan Tugas Akhir.
7. Ibu Sri Nengsih, S.Si, M.Sc, selaku Dosen Penguji I yang telah berkenan
memberikan saran, tambahan ilmu dan solusi dalam penulisan Tugas Akhir.
8. Dr. Eng Nur Aida, M.Si, selaku Dosen Penguji II yang telah berkenan
memberikan saran, tambahan ilmu dan solusi dalam penulisan Tugas Akhir.
9. Bapak-bapak dan ibu- ibu dosen di Program Studi Teknik Lingkungan Uin Ar-
Raniry yang telah memberikan pengetahuan yang sangat bermanfaat selama
masa perkuliahan.
10. Ibu Idariani yang telah banyak membantu dalam proses administrasi.
untuk Pengolahan Limbah Rumah Makan” Proposal ini telah penulis susun
11. Ibu Nurul Huda S.Pd yang sudah banyak membantu dalam proses penelitian
dan administrasi.
12. Seluruh staf/karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Uin Ar-Raniry yang telah
memberikan banyak bantuan.
Penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi orang banyak.
Penulis sadar bahwa tugas akhir ini tidak luput dari kesalahan. Oleh sebab itu
penulis menerima saran dan kritikan yang membangun untuk penyempurnaan tugas
akhir ini. Akhir kata saya sebagai penulis sampaikan terimakasih.
Penulis
Kaisar Hidayat
Banda Aceh, 18 Desember 2021
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. ii
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .......................... iii
ABSTRAK ........................................................................................................ iv
ABSTRAC .......................................................................................................... v
KATA PENGANTAR ...................................................................................... vi
DAFTAR ISI ..................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ ix
DAFTAR TABEL ............................................................................................ x
BAB I : PENDAHULUAN.............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................ 4
1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................... 4
1.5 Batasan Penelitian ...................................................................... 5
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 6
3.1 Limbah Cair Domestik ............................................................... 6
3.1.1 Standar Baku Mutu Limbah Cair Domestik ...................... 7
3.1.2 Sumber Limbah Domestik ................................................. 7
3.1.3 Karakteristik Limbah Cair Domestik ................................ 7
3.2 Karbon Aktif ............................................................................... 10
3.3 Nanopartikel ............................................................................... 12
3.4 Tempurung Kelapa ..................................................................... 13
3.5 Adsorpsi ...................................................................................... 14
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 16
3.1 Metode Penelitian ....................................................................... 16
3.2 Lokasi Penelitian Sampel ........................................................... 17
3.2.1 Lokasi Penelitian dan Pengambilan Sampel...................... 17
3.2.2 Teknik Pengambilan Sampel ............................................. 17
viii
3.3 Tahap Pembuatan Arang Aktif Tempurung Kelapa ................... 18
3.3.1 Bahan ................................................................................. 18
3.3.2 Pembuatan Arang Aktif ..................................................... 18
3.3.3 Analisis Kualitas Arang Aktif ........................................... 19
3.4 Pembuatan Nanopartikel Arang Aktif Tempurung Kelapa ........ 20
3.5 Eksperimen Penyerapan Limbah Domestik ............................... 21
3.6 Analisis Data .............................................................................. 21
3.6.1 Analisa Penentuan Uji Kualitas ......................................... 21
3.6.2 Analisa Statistik SPSS ....................................................... 23
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 25
4.1 Hasil ............................................................................................. 25
4.1.1 Karakteristik Nanopartikel Arang Aktif ............................ 25
4.1.2 Hasil Eksperimen............................................................... 27
4.1.3 Analisis COD..................................................................... 27
4.1.4 Hasil Pengolahan TSS dengan Arang Aktif Nanopartikel 28
4.1.5 Analisis Nilai pH ............................................................... 29
4.2 Pembahasan ................................................................................ 30
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 38
5.1 Kesimpulan ................................................................................. 38
5.2 Saran ........................................................................................... 38
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 39
LAMPIRAN I ................................................................................................... 45
LAMPIRAN II .................................................................................................. 51
LAMPIRAN III ................................................................................................ 53
LAMPIRAN IV ................................................................................................ 57
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Diagram Alur penelitian
Gambar 3.2 Informasi Peta Lokasi Pengambilan Sampel
Gambar 4.2 Pengolahan limbah dometik
Gambar 4.4 Grafik hasil uji parameter TSS limbah rumah makan
Gambar 4.5 Grafik Presentasi Penurunan COD
Gambar 4.7 Grafik Perubahan pH
............................................................... 16
................................ 17
Gambar 3.3 Shaker Mill ................................................................................... 21
Gambar 4.1 Bulir arang aktif ........................................................................... 26
......................................................... 27
Gambar 4.3 Grafik hasil uji parameter COD limbah rumah makan ................ 28
.................. 29
............................................... 32
Gambar 4.6 Grafik Penurunan TSS ................................................................. 34
.................................................................... 35
Gambar 4.8 Grafik korelasi COD dan TSS, pH dan COD dan TSS dan pH ... 36
x
DAFTAR TABEL
Tabel 3.3 Bahan Eksperimen Penyerapan Limbah Domestik
Tabel 4.1 Hasil uji awal parameter limbah domestik
Tabel 4.2 Hasil analisis karakteristik arang aktif
Tabel 4.4 Hasil uji adsorpsi parameter TSS
Tabel 4.5 Hasil uji Penurunan pH
Tabel 4.6 Hasil uji analisis korelasi antara parameter COD, TSS dan pH ...... 37
.................................................................... 29
..................................................... 28
Tabel 4.3 Hasil uji adsorpsi parameter COD ................................................... 27
............................................. 26
....................................... 25
.......................... 21
Tabel 3.2 Karakteristik Arang Aktif ................................................................ 19
Tabel 3.1 Bahan Pembuatan Arang Aktif Tempurung Kelapa ........................ 18
Tabel 2.1 Standar Baku Mutu Air Limbah....................................................... 6
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Laju pertumbuhan penduduk Indonesia mengalami peningkatan setiap
tahunnya. Pada tahun 2020, Indonesia tercatat memiliki 268,6 juta penduduk (Data
Penduduk, BPS). Karena hal tersebut, aktivitas rumah tangga atau tempat umum
menjadi salah satu sumber penghasil limbah yang signifikan di Indonesia. (Afandi,
2013; Ulum, 2015 dan Nilandita dkk., 2019). Menurut Undang-Undang No. 18
Tahun 2008, limbah domestik merupakan air limbah yang berasal dari kegiatan
sehari-hari yang menghasilkan limbah memasak, mencuci, mandi serta kegiatan
peternakan dan pertaniaan.
Berdasarkan keputusan Menteri Lingkungan Hidup No. 68 Tahun 2016,
parameter air limbah domestik terdiri dari parameter biological oxygen demand
(BOD), chemical oxygen demand (COD), total suspended solid (TSS), power of
hydrogen (pH), total coliform, minyak dan lemak. Parameter tersebut yang
dijadikan acuan dalam menganalisis kualitas dan mutu air limbah domestik. Air
limbah mengandung bahan-bahan yang dapat merusak lingkungan serta
membahayakan kehidupan manusia. Salah satunya adalah grey water. Grey water
adalah air limbah yang berasal dari kegiatan rumah tangga tapi tidak termasuk
toilet. Selain itu, kegiatan rumah tangga juga menghasilkan limbah kotoran manusia
atau black water. Limbah cair domestik dapat menyebabkan timbulnya berbagai
penyakit karena terkandung bahan organik, anorganik dan gas di dalamnya
(Filliazati dkk., 2013; Wirawan, 2014 dan Alfrida, 2016). Mikroba yang terkandung
di dalam air seperti Coliform fecal (FC) dan Escherichia coli (EC) adalah beberapa
pencemar dari air bersih yang dapat menyebabkan penyakit seperti diare, gatal-
gatal, infeksi, air menjadi bau dan keruh, serta penyakit lainnya yang sangat
berbahaya bagi kesehatan manusia (Widiyanto dkk., 2015).
Salah satu metoda untuk menghilangkan zat pencemar dari air limbah
adalah metoda adsorpsi. Adsorpsi merupakan terjerapnya suatu zat molekul atau
ion pada permukaan adsorben. Adsorpsi adalah suatu proses yang terjadi ketika
2
suatu fluida (cairan maupun gas) terikat kepada suatu padatan dan akhirnya
membentuk suatu film (lapisan tipis) pada permukaan padatan tersebut. Berbeda
dengan absorpsi, dimana fluida terserap oleh fluida lainnya dengan membentuk
suatu larutan. Dalam adsorpsi digunakan istilah adsorbat dan adsorben, dengan
adsorbat adalah substansi yang terjerap atau substansi yang akan dipisahkan dari
pelarutnya, sedangkan adsorben merupakan suatu media penyerap yang dalam hal
ini berupa senyawa karbon (Haura dkk., 2017).
Karbon aktif atau arang aktif adalah suatu karbon yang mampu menyerap
dengan baik terhadap anion, kation dan molekul dalam bentuk senyawa organik
maupun anorganik, baik berbentuk larutan atau gas. Dalam meningkatkan daya
serap arang dilakukan proses aktivasi sehingga bahan tersebut diubah menjadi
arang aktif. Dibandingkan dengan arang (biasa), permukaan pada arang aktif relatif
telah bebas dari deposit, pori-pori yang terbuka serta permukaan yang luas. Hal
inilah yang menjadikan arang aktif mempunyai daya serap yang sangat tinggi
(Lempang, 2014).
Salah satu bahan organik yang potensial diolah menjadi karbon aktif adalah
tempurung kelapa (Masthura, 2018). Tempurung kelapa mengandung karbon,
sehingga dapat dijadikan arang aktif untuk mengatasi permasalahan limbah cair
domestik. Perkembangan dan inovasi dalam pemanfaatan tempurung kelapa
menjadi karbon aktif sangat maju, dikarenakan material ini memiliki keunggulan
berupa efisien, murah dan mudah didapat (Nustini, 2019). Arang aktif tempurung
kelapa diketahui telah digunakan dalam mengabsorbsi gas dan air pada sumur
(Suhartana, 2006). Berdasarkan penelitian yang dilakukan Silaban (2018) arang
aktif tempurung kelapa berpotensi dan sangat effisien dalam menyerap logam berat
Cd dan Cu hingga persentase hingga 100%. Penelitian yang dilakukan Pambayun
(2013) dalam mendegradasi fenol dengan arang aktif tempurung kelapa, didapatkan
hasil arang aktif tempurung kelapa mampu mendegradasi fenol dengan persentase
hingga 99,75%. Dapat disimpulkan arang aktif tempurung kelapa sangat berpotensi
dan efisien dalam mengolah limbah. Berdasarkan hasil uji pendahuluan1 diperoleh
1 Dokumentasi dapat dilihat pada Lampiran I
3
hasil uji rendemen arang aktif tempurung kelapa sebesar 18,5%, kadar air sebesar
12,5% dan kadar abu sebesar 5,5%. Berdasarkan SNI 06-3730-1995, hasil uji
pendahuluan tersebut menunjukkan bahwa karbon aktif tempurung kelapa sangat
potensial untuk dijadikan karbon aktif dalam mengadsorpsi serta menurunkan kadar
parameter limbah domestik.
Salah satu faktor arang aktif menjadi efisien adalah dengan luas
permukaannya, sehingga rongga arang aktif akan semakin banyak. Semakin kecil
ukuran arang aktif semakin luas permukaannya. Perluasan permukaan dapat
dilakukan dengan merekayasa suatu bahan menjadi nanopartikel (Saputro dkk,
2019). Nanopartikel adalah partikel berukuran 1 sampai 1000 nanometer. Adsorben
nanopartikel diketahui memiliki efisien yang tinggi, proses yang lebih cepat, reaktif
dalam menghilangkan kontaminan dan dapat digunakan berulang-ulang kali
(Qayyum, 2018). Menurut Faisal dkk. (2018) efisiensi adsorpsi karbon aktif
nanopartikel untuk menyerap Cu adalah sebesar 97,8%. Hasil ini menunjukkan
arang aktif dalam bentuk nanopartikel dalam mengolah kontaminan lebih optimal
Berdasarkan hal tersebut, upaya yang dapat dilakukan untuk meningkatkan
efektifitas suatu arang aktif seperti arang aktif dari tempurung kelapa dapat
dilakukan dengan menjadikan arang aktif tersebut sebagai nanopartikel. Namun,
sejauh ini belum ada laporan terkait sintesa dan pemanfaatan nanopartikel arang
aktif dari tempurung kelapa.
1.2. Rumusan Masalah
Arang aktif dari tempurung kelapa diketahui efektif sebagai adsorben untuk
menghilangkan zat pencemar. Namun, sejauh ini nano partikel dari karbon aktif
tempurung kelapa belum pernah disintesa dan diuji kemampuannya dalam
mereduksi tingkat polutan limbah domestik rumah makan. Berdasarkan hal
tersebut, pertanyaan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana efektivitas nanopartikel arang aktif tempurung kelapa dalam
menormalisasi parameter pH limbah domestik rumah makan?
2. Bagaimana efektivitas nanopartikel arang aktif tempurung kelapa dalam
mereduksi parameter COD limbah domestik rumah makan?
4
3. Bagaimana efektivitas nanopartikel arang aktif tempurung kelapa dalam
mereduksi parameter TSS limbah domestik rumah makan?
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk menganalisis efektivitas nanopartikel arang aktif tempurung kelapa
dalam menormalisasi parameter pH limbah domestik rumah makan.
2. Untuk menganalisis efektivitas nanopartikel arang aktif tempurung kelapa
dalam mereduksi parameter COD limbah domestik rumah makan.
3. Untuk menganalisis efektivitas nanopartikel arang aktif tempurung kelapa
dalam mereduksi parameter TSS limbah domestik rumah makan.
1.4. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagi peneliti, hasil dari penelitian dapat menjadi acuan dalam pengembangan
nanopartikel karbon aktif tempurung kelapa yang dapat digunakan untuk
pengolahan limbah domestik.
2. Bagi masyarakat, penelitian ini dapat memberikan informasi kepada masyarakat
tentang manfaat nanopartikel karbon aktif tempurung kelapa yang dapat
digunakan untuk pengolahan limbah domestik. Sehingga, dapat diterapkan dan
menjadi referensi bagi masyarakat.
3. Bagi pemerintah, penelitian ini dapat memberikan referensi terkait penggunaan
nanopartikel karbon aktif tempurung kelapa yang dapat digunakan untuk
pengolahan limbah domestik. Sehingga, dapat diimplementasikan pada level
kebijakan publik.
5
1.5 Batasan Penelitian
Efektivitas adsorpsi nanopartikel arang aktif tempurung kelapa dipengaruhi
oleh parameter seperti suhu, waktu, kecepatan putaran dan massa adsorben, namun
dalam penelitian ini hanya menguji pengaruh waktu dan massa terhadap efektivitas
adsorpsi limbah domestik. Sementara itu, parameter air limbah domestik terdiri dari
parameter biological oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD),
total suspended solid (TSS), power of hydrogen (pH), total coliform, minyak dan
lemak, namun dalam penelitian ini hanya menguji chemical oxygen demand (COD),
total suspended solid (TSS) dan power of hydrogen (pH).
.
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
3.1. Limbah Cair Domestik
Limbah cair domestik termasuk ke dalam salah satu sumber pencemar bagi
perairan dan lingkungan. Faktor pencemarnya terkandung bahan organik yang
tinggi di dalam limbah domestik berpengaruh meningkatnya pencemaran badan air.
Limbah cair domestik meliputi air limbah dari dapur, toilet dan bekas cucian yang
mengandung sabun dan mikroorganisme. Bila limbah domestik langsung dibuang
ke air atau lingkungan tanpa adanya pengolahan terlebih dahulu, maka akan sangat
berbahaya bagi lingkungan. Maka diperlukan pengolahan limbah domestik agar
menurunkan parameter-parameter dan kandungan organik sebelum dibuang ke
badan air atau lingkungan (Wirosoedarmo dkk., 2016).
Limbah cair rumah tangga atau domestik berasal dari buangan dari
penggunaan air untuk kebersihan. Limbah air domestik mempunyai komposisi
bahan organik dan senyawa mineral yang bersumber dari sabun, urin dan sisa
makanan yang dibuang. Limbah ini berbentuk suspensi ada pula yang terlarut.
Seperti limbah domestik di kota besar, beban total organik pada limbah cair
domestik bisa mencapai 70% dari total keseluruhan limbah cair domestik. Limbah
cair rumah tangga mempunyai parameter TSS 25-183 mg/l, COD 100-700 mg/l,
BOD 47-466 mg/l dan total coliform 56 - 8,3×107 CFU/100 ml. Apabila langsung
dibuang ke lingkungan akan sangat berbahaya dan menjadi sumber penyakit bagi
masyarakat (Nasihah dkk., 2018).
Kehadiran limbah cair domestik dapat berdampak buruk dan negatif
terhadap lingkungan dan kesehatan manusia. Hal ini harus ditangani dengan
pengolahan limbah cair domestik ini untuk mengurai polutan dan zat-zat yang
berbahaya jika limbah cair domestik ini masuk ke badan air. Pengolahan limbah
cair domestik ini harus mampu mengurangi bahkan menghapus kandungan bahan
organik yang berbahaya bagi lingkungan sampai tingkat efisiensi 95%. Sehingga,
saat limbah cair domestik dibuang ke lingkungan atau ke badan air tidak menjadi
7
masalah bagi lingkungan dan tidak menjadi dampak negatif seperti penyakit bagi
masyarakat (Kholif dkk., 2018).
3.1.1. Standar Baku Mutu Limbah Cair Domestik
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia
Nomor: P.68/Menlhk-Setjen/2016 tentang baku mutu air limbah domestik dapat
dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.1. Standar Baku Mutu Air Limbah Domestik.
No Parameter Satuan Kadar
Maksimum
1 pH - 6-9
2 BOD mg/l 30
3 COD mg/l 100
4 TSS mg/l 30
5 minyak dan lemak mg/l 5
6 Amoniak mg/l 10
7 Total coliform Jumlah/100ml 3000
Sumber: Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan republik Indonesia
Nomor: P. 68 tahun 2016.
3.1.2. Sumber Limbah Domestik
Air bungan berasal dari berbagai sumber (Anggereni, 2009), secara garis
besar air buangan dapat dikelompokkan menjadi:
1. Air buangan yang bersumber dari rumah tangga, yaitu air limbah yang berasal
dari pemukiman penduduk. Pada umumnya air limbah ini terdiri dari ekskreta
(tinja dan air seni), air kamar mandi serta cucian dapur, dan umumnya terdiri
bahan organik.
2. Air buangan kotapraja, yaitu air buangan yang berasal dari daerah perkotaan,
hotel, restoran, tempat-tempat umum, tempat-tempat ibadah dan sebagainya
3. Air buangan industri, air dari akibat proses produksi yang berasal dari berbagai
jenis industri.
3.1.3. Karakteristik Limbah Cair Domestik
Karakteristik limbah cair domestik (Metcalf, 2003) terdiri dari tiga yaitu
sebagai berikut:
8
1. Karakteristik Fisika
Berikut adalah beberapa karakteristik fisika pada limbah cair, diantaranya:
a. Bau
Bau biasanya dihasilkan melalui zat kimia pada proses perusakan susunan
jaringan materi pada limbah yang tercampur di udara.
b. Suhu
Dalam aktivitas yang terjadi pada limbah cair suhu berperan penting dalam
organisme air, laju reaksi dan reaksi kimia, oleh sebab itu kestabilan suhu
berefek terhadap mikroorganisme yang berkembang dalam limbah cair
c. Warna
Pada limbah cair domestik biasanya limbah berwarna abu-abu bahkan ada
yang berwarna kehitaman, hal ini disebabkan oleh waktu dan kondisi anaerob
yang meningkat.
d. Total Solid
Merupakan komponen yang menyebabkan pendangkalan pada dasar air hal ini
terjadi dikarenakan bahan organik dan anorganik yang terlarut tersuspensi atau
mengendap di dasar air.
e. Total Suspended Solid
Merupakan padatan total berupa lumpur dan tanah yang terdapat dalam limbah
cair yang tertahan oleh saringan dengan ukuran tertentu.
f. Turbidity
Turbidity atau kekeruhan disebabkan oleh zat padat tersuspensi, baik yang
bersifat organik maupun anorganik, serta menunjukkan sifat optis air yang
akan membatasi pencahayaan ke dalam air.
2. Karakteristik Kimia
Berikut adalah beberapa karakteristik kimia pada limbah cair,
diantaranya:
1. Biological Oxygen Demand (BOD)
Biological oxygen demand atau kebutuhan oksigen biologis di dalam air
berfungsi sebagai pendegradasi limbah organik yang dilakukan oleh
mikroorganisme dengan memanfaatkan oksigen.
9
2. Chemical Oxygen Demand (COD)
Chemical oxygen demand adalah kebutuhan oksigen yang digunakan sebagai
penguraian unsur pencemar secara kimia yang terdapat dalam limbah cair
domestik.
3. Protein
Pada proses penguraian dan pembusukan dalam limbah cair protein berperan
penting dalam menimbulkan bau yang tidak sedap dan biasanya menganggu
penciuman.
4. Karbohidrat
Karbohidrat merupakan senyawa yang tersusun atas karbon, oksigen dan
hidrogen, yang apabila mengalami proses fermentasi oleh enzim dan
senyawa tertentu maka akan mengahsilkan gas karbon dioksida dan alkohol.
5. Lemak dan Minyak
Minyak dan lemak merupakan zat pencemar yang biasanya berasal dari
rumah makan dan pencucian peralatan rumah tangga hasil proses masak.
6. Detergen
Merupakan salah satu zat pencemar yang bersumber kegiatan pencucian
pakaian dari rumah tangga, laundry, asrama dan kos-kosan.
7. pH
Merupakan derajat keasaman pada suatu larutan, semakin tinggi nilai pH
maka suatu larutan akan bersifat basa sebaliknya apabila semakin kecil nilai
pH pada suatu larutan maka akan bersifat asam, sedangkan pH normal yaitu
berkisar dari angka 6-9.
8. Alkalinitas
Merupakan penetralan oleh air terhadap asam tanpa penurunan kadar pH.
9. Besi dan Mangan
Air yang berwarna kecoklatan merupakan salah satu indikasi air tercemar
logam besi dan mangan hal ini terjadi dikarenakan logam besi dan mangan
teroksidasi dalam air.
10
10. Klorida
Merupakan salah satu desinfektan yang digunakan dalam pengolahan air,
namun klorida juga memiliki efek samping diantaranya yaitu dapat
membuat pipa pada instalasi air menjadi rusak dan air menjadi asin.
11. Phospat
Kandungan phospat yang tinggi dalam perairan merupakan sumber nutrisi
bagi alga namun semakin banyak kadar phospat dalam air maka
pertumbuhan alga sulit untuk dikendalikan sehingga menyebabkan bluming
alga yang berakibat terhadap perkembangbiakan flora dan fauna di perairan
jadi terhambat dan mengalami kekurangan oksigen.
12. Sulfur
Sulfur atau belerang apabila dalam kadar yang tinggi akan berbau busuk dan
akan bersifat racun sedangkan pada air apabila konsentrasinya terlalu
banyak maka akan menaikan keasaman air.
13. Logam berat dan beracun
Logam berat seperti tembaga (Cu), perak (Ag), seng (Zn), kadmium (Cd),
merkuri (Hg), timah (Sn), kromium, besi (Fe), dan nikel (Ni). Logam
tersebut apabila dalam konsentrasi besar maka akan membahayakan bagi
makhluk hidup.
14. Fenol
Fenol adalah zat kristal yang memiliki bau yang khas namun tidak berwarna
apabila bereaksi dengan chlor maka akan berubah menjadi chlorophenol
yang akan menciptakan bau dan rasa pada air.
3. Karakteristik Biologi
Banyaknya mikroorganisme yang terkandung dalam limbah cair
merupakan parameter yang digunakan untuk menentukan karakteristik biologi,
dalam proses biologi biasanya mikroorganisme melakukan perubahan menjadi
senyawa baru yang memanfaatkan zat organik yang terkandung dalam limbah.
3.2. Karbon Aktif
Karbon aktif adalah porositas atau ruang yang diselimuti dengan senyawa
karbon. Karbon aktif dapat diartikan sebagai senyawa karbon amorf dengan luas
11
area tinggi antara 500 - 2.000 m2/g dan porositas tinggi. Karbon aktif dengan
struktur yang berpori dipakai dalam berbagai aplikasi seperti adsorben zat logam,
adsorben zat warna, adsorben gas, elektroda superkapasitor dan lain-lain
(Kristianto, 2017). Perkembangan karbon aktif memberikan dampak positif untuk
masyarakat, meningkatkan ekonomi masyarakat, memperbanyak lapangan kerja,
meningkatkan ekspor impor dan lain-lain. Indonesia salah satu negara yang
memproduksi karbon aktif. Tahun 1998 sebanyak 24.903 ton, tahun 1999 sebanyak
26.610 ton, hingga pada tahun 2001 mencapai 30.161 ton/tahun dengan volume
ekspor hingga 11.834 ton. Pasar internasional karbon aktif dapat mencapai harga
20 dolar Amerika per kilogramnya (Arsyad dan Hamdi, 2010).
Adsorben yang paling banyak digunakan untuk tujuan ini adalah karbon
aktif, karbon aktif merupakan adsorben yang paling umum digunakan untuk proses
adsorpsi karena kapasitas adsorpsinya yang tinggi. Namun demikian, karbon aktif
yang tersedia secara komersial memiliki harga yang cukup mahal, oleh karena itu,
banyak dilakukan pengembangan untuk mencari adsorben alternatif (Raditya dan
Hendiyanto, 2016). Karbon aktif yaitu suatu padatan berpori yang mengandung 85-
95% senyawa karbon. Selain untuk bahan bakar, karbon dapat digunakan sebagai
penyerap. Karbon aktif dapat dihasilkan dari beberapa bahan yang mengandung
banyak karbon seperti kayu, serbuk gergajian kayu, kulit biji, sekam padi,
tempurung, gambut, bagase, batubara, lignit dan tulang binatang. Aktivasi
meningkatkan ukuran pori-pori karbon aktif dan membentuk pori-pori yang saling
berikatan, dengan adanya peningkatan volume pori mikro (lebar pori < 2 nm) dan
luas permukaan internal (Silaban, 2018).
Arang aktif dibuat dengan beberapa tahapan. Pertama tahap dehidrasi
dengan menggunakan oven, kedua tahap karbonisasi dengan menggunakan furnace
untuk menghasilkan arang dan ketiga tahap aktivasi. .Tahap aktivasi dengan metode
kimia dan metode fisika untuk pengaktivasian arang aktif (Setiyoningsih dkk,
2018). Mutu permukaan aktif tergantung dengan bahan baku, pengaktif, suhu dan
cara. Pembuatan arang aktif melalui dua cara aktivasi, fisik dan kimia. Proses fisik
terdapat dua tahap, pertama karbonisasi kedua aktivitas. Proses kimia dengan cara
bahan diimpregnasi dengan bahan pengaktif terlebih dahulu kemudian
12
dikarbonisasi. Aktivasi arang aktif dengan uap panas bertujuan untuk memperluas
ukuran pori pada arang aktif, juga cukup efektif dalam melebarkan dan membentuk
mikropori arang aktif (Yuningsih dkk., 2016).
3.3. Nanopartikel
Nanopartikel adalah partikel dengan ukuran antara 100-1000 nanometer.
Dalam nanoteknologi, objek kecil yang berperilaku sebagai satu kesatuan terhadap
sifat dan transportasinya disebut partikel. Partikel ultra halus sama dengan
nanopartikel, berukuran 100 sampai 100 nanometer. Partikel halus berukuran 100
sampai 1000 nanometer. Nanopartikel dapat mengubah sifat dan fungsi, dan dapat
menunjukkan sifat baru atau lebih baik dari partikel bulk yang lebih besar (Saputro
dkk, 2019). Adapun terdapat dua metode dalam pembuatan nano partikel. Pertama
dengan metode top-down, metode top-down yaitu menggerus material besar hingga
menjadi kecil. Kedua metode bottom-up, adalah metode dengan menyusun atom-
atom hingga menjadi partikel berukuran nanometer (Kurniawan, 2018).
Teknologi pembuat nanopartikel menjadi hal baru yang penting dalam dunia
rekayasa material karena manusia berusaha mengintegrasi kerja dan fungsi dari
produk dalam ukuran kecil. Produk yang lebih kecil bukan untuk memperindah tapi
juga untuk memperkecil energi yang dibutuhkan, mempercepat proses serta
menghemat biaya pekerjaan. Pengembangan nanoteknologi ini adalah strategi
meningkatkan nilai tambah bagi sumber daya saing bangsa sekaligus menambah
pendapatan negara (Balfas dkk., 2016).
Partikel dengan ukuran sepersejuta milimeter atau nanopartikel, sekarang
dipakai dalam berbagai produk canggih. Salah satunya nanopartikel digunakan
dalam teknik panel surya, pelapisan permukaan, pengecatan, mikro-elektronik
sebagai suku cadang sampai kedokteran modern. Produksi nanopartikel ini masih
terus disempurnakan. Produksi nanopartikel ini dapat dilakukan dengan pendekatan
top-down (penggilingan secara mekanik/mechanical milling) dengan menggunakan
ball mill, dan bottom-up misal dengan sol-gel (Qayyum, 2018). Penyempurnaan
produksi nanopartikel sudah sangat berkembang pesat. Partikel dengan ukuran
sepersejuta milimeter atau ukuran nanometer kini digunakan secara luas sampai
produk canggih. Nanopartikel sudah digunakan dalam teknik pengecatan, panel
13
surya, suku cadang mikroelektronik, kedokteran modern dan produk canggih
lainnya (Mardani, 2019).
3.4. Tempurung Kelapa
Tempurung kelapa biasanya dianggap hanya sebagai limbah pada industri
pengolahan kelapa, dan dianggap sebagai masalah lingkungan karena
ketersediaannya yang banyak. Namun, arang tempurung kelapa ini masih bisa
diolah menjadi produk dengan nilai ekonomis yang tinggi sebagai arang atau
karbon aktif. Karena tempurung kelapa ini salah satu bahan alam yang memiliki
kandungan karbon. Dibandingkan dengan bahan lainnya seperti sekam padi, biji
kopi, sekam padi, tulang binatang, batubara dan berbagai jenis kayu, tempurung
kelapa menjadi bahan terbaik untuk dijadikan arang aktif. Karena tempurung kelapa
memiliki pori yang banyak, reaktifitas yang tinggi, kadar abu rendah dan kelarutan
dalam air yang tinggi (Pambayun dkk, 2013). Sebagai bahan sisa dan menjadi
sampah, tempurung kelapa bisa dimanfaatkan menjadi bahan dengan biaya
produksi yang rendah dan memberi manfaat dalam penyelesaian masalah
lingkungan seperti dapat dijadikan arang atau arang aktif dalam mengatasi limbah
pada lingkungan. Indonesia yang menjadi negara tropis dengan ketersediaan kelapa
yang melimpah, mampu menjamin ketersediaan tempurung kelapa yang banyak
dan dapat dijadikan sumber bahan arang aktif yang murah dan efisien (Budi, 2011).
Pada wilayah perdesaan sabut serta tempurung kelapa biasa dimanfaatkan
menjadi bahan bakar tempurung kering bahkan arang tempurung. Tempurung
kelapa menjadi alat peraga edukatif (APE) pada pelajaran seperti fisika, kimia
bahkan biologi. Tempurung kelapa selain menjadi bahan bakar arang maupun
langsung. Tempurung kelapa dapat dijadikan bahan adsorpsi dalam industri, seperti
dijadikan arang aktif atau karbon aktif. Jadi arang aktif adalah arang yang
mempunyai kemampuan daya adsorpsi lebih tinggi dari arang biasa (Masthura,
2018).
Perkembangan dan inovasi dalam pemanfaatan tempurung kelapa menjadi
sangat maju. Tempurung kelapa dapat dijadikan karbon aktif sebagai media
adsorben atau penjerap material kotor yang ada di limbah cair atau badan air.salah
satu cara untuk mengurangi pencemaran lingkungan dengan melakukan proses
14
adsorpsi. Adsorpsi adalah penyerapan kontaminan yang terkandung dalam air
menggunakan karbon aktif dengan material berpori. Tempurung kelapa dapat
menjadi potensi untuk masyarakat dalam mengatasi pencemaran lingkungan akibat
limbah cair di samping murah, mudah ditemukan dan efisien (Nustini, 2019).
Kebutuhan dan peningkatan permintaan arang aktif diakibatkan oleh banyaknya
pengaplikasian arang aktif di berbagai peralatan bantu manusia. Arang aktif sering
digunakan untuk berbagai industri. Seperti, industri makanan, minuman, obat,
pengolahan air (penjernihan air) dan lain-lain. Bahan biomassa banyak dijadikan
arang aktif, salah satunya tempurung kelapa. Tempurung kelapa memiliki
mikropori yang banyak, kadar abu rendah serta kelarutan air tinggi dan reaktifitas
yang tinggi (Taer dkk., 2015).
3.5. Adsorpsi
Suatu fenomena permukaan yang terjadi karena akumulasi suatu spesies
pada batas permukaan padat-cair disebut adsorpsi. Gaya tarik menarik
menyebabkan adsorpsi. Terdapat dua tipe adsorpsi, pertama adsorpsi fisis atau Van
der Waals. adsorpsi fisis atau Van der Waals yaitu adsorpsi non-spesifik dan non-
selektif penyebab gaya tarik menarik disebabkan ikatan koordinasi hidrogen dan
gaya Van der Waals. Adsorben bereaksi secara kimiawi maka disebut
chemisorption. Nilai panas adsorpsi setara dengan reaksi kimia karena adanya
ikatan kimia yang terbentuk maupun yang terputus selama proses adsorpsi
(Widayatno dkk., 2017). Peningkatan adsorpsi arang aktif dapat dilakukan dengan
cara aktivasi untuk memperbesar pori arang aktif. Terdapat aktivasi secara kimia
dan aktivasi secara fisika. Aktivasi kimia dengan menggunakan bahan pengaktif,
sedangkan aktivasi secara fisika dilakukan pada suhu fisika dilakukan dengan
pemanasan pada suhu tinggi dari 800°C hingga 1000°C (Jasmal dan Ramlawati,
2015).
Metode adsorpsi menggunakan arang aktif menjadi salah satu metode yang
dapat menangani pengolahan air limbah. Karbon arang aktif masih dianggap mahal,
maka diperlukan alternatif yang relatif murah dalam pengelolaan atau pembuatan
arang aktif. Proses adsorpsi dipengaruhi beberapa faktor. Suhu, rasio massa zat
penjerap, ukuran butir penjerap terhadap massa larutan. Kecepatan perpindahan
15
massa partikel zat terjerap dari larutan ke permukaan zat penjerap berpengaruh dari
faktor-faktor tersebut (Adiningtyas, 2016). Terdapat beberapa faktor pengaruh
adsorben dalam menyerap adsorbat yaitu suhu mempengaruhi daya serap adsorben,
pH yang mempengaruhi aktivitas gugus fungsi adsorben, berat adsorben
mempengaruhi gugus aktif adsorben dan waktu kontak untuk melihat banyaknya
arang aktif yang menyerap zat (Aisyahlika dkk., 2018).
16
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Metode Penelitian
Secara umum, metode penelitian ini didahului oleh studi literatur dan
identifikasi masalah. Selanjutnya dilakukan pembuatan arang aktif tempurung
kelapa. Lalu dilakukan pembuatan nanopartikel dari arang aktif tempurung kelapa.
Kemudian dilakukan pengambilan sampel limbah domestik. Selanjutnya dilakukan
uji efektivitas dan efisiensi nanopartikel arang aktif. Kemudian dilakukan analisis
data dan penarikan kesimpulan. Secara menyeluruh, alur penelitian yang dilakukan
dilihat pada diagram alir Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Diagram Alir Langkah-langkah Kerja
Mulai Studi
Literatur
Pembuatan Arang
Aktif Tempurung
Kelapa
Identifikasi
Masalah
Uji Efektifitas Dan
Efesiensi
Nanopartikel Arang
Aktif
Pembuatan
Nanopartikel dari
Arang Aktif
Tempurung Kelapa
Pengambilan
Sampel
Limbah
Domestik
Analisis
Data
Penarikan
Kesimpulan Selesai
17
3.2. Lokasi Penelitian Sampel
3.2.1. Lokasi Penelitian dan Pengambilan Sampel
Sampel yang diambil pada penelitian ini adalah air limbah domestik rumah
makan yang berada di Gampong Ateuk Deah Tanoh, Kecamatan Baiturrahman,
Kota Banda Aceh Gambar 3.2. Pembuatan arang aktif tempurung kelapa, analisis
karakteristik aktif nanopartikel dan eksperimen reduksi kontaminan limbah
domestik dilakukan di Laboratorium Teknik Lingkungan, Universitas Islam Negeri
Ar-Raniry Banda Aceh. Pembuatan arang aktif tempurung kelapa menjadi
nanopartikel dengan alat shaker mills dilakukan di Laboratorium Universitas Syiah
Kuala Banda Aceh.
Gambar 3.2 Informasi Peta Lokasi Pengambilan Sampel
3.2.2. Teknik Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel dilakukan dengan teknik grab sampling atau sesaat.
Pengambilan dilakukan pada saluran sebelum masuk ke perairan (SNI
6989.59:2008) dengan tahapan sebagai berikut:
1. Sampel limbah domestik diambil langsung dari tempat pembuangan akhir
limbah rumah makan yang berada di Gampong Ateuk Deah Tanoh, Kecamatan
Baiturrahman, Kota Banda Aceh. Waktu yang dilakukan pada pagi hari antara
18
pukul 07.00 sampai 10.00 WIB. Pemilihan waktu tersebut dikarenakan
intensitas aktivitas mulai dari jam kerja masak, mencuci piring, pakaian dan air
mandi bagi pekerja di toko tersebut. Sampel diambil dengan menggunakan
gayung bertangkai dan dimasukkan ke dalam wadah atau drum dengan
kapasitas 500 ml dengan ketentuan sesuai (SNI 6989.59:2008) sebagai berikut:
1. Terbuat dari bahan yang tidak mempengaruhi sifat.
2. Mudah dipisahkan kedalam botol penampung tanpa ada bahan sisa
tersuspensi di dalamnya,
3. Mudah dicuci dari bekas sebelumnya.
4. Mudah dan nyaman untuk dibawa.
5. Kapasitas tergantung dari tujuan penelitian.
3.3. Tahap Pembuatan Arang Aktif Tempurung Kelapa
3.3.1. Bahan
Bahan yang digunakan pada pembuatan arang aktif tempurung kelapa
ditunjukkan pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Bahan Pembuatan Arang Aktif Tempurung Kelapa
Bahan Besar Satuan Kegunaan
Tempurung kelapa 1 kg Adsorben Arang Aktif
HCl 0,1 M 500 ml Aktivasi Arang Aktif
3.3.2. Pembuatan Arang Aktif
Pembuatan arang aktif tempurung kelapa sebagai berikut:
1. Tempurung kelapa dikeringkan dengan menggunakan oven pada temperatur
110oC selama 3 jam (Verayana, 2018).
2. Kadar air tempurung kelapa dipastikan hilang menggunakan metode gravimetri
(Marpaung, 2018).
3. Tempurung kelapa dimasukkan ke dalam furnace pada suhu 600˚C selama 2 jam
(Rahadiasti, 2016).
4. Tempurung kelapa dihaluskan menggunakan alat mortar dan pestle sehingga
terbentuk serbuk yang lolos pada 200 mesh (Setiawan, 2018).
19
5. Arang tempurung kelapa yang sudah halus direndam ke dalam larutan pengaktif
berupa bahan kimia HCl 0,1 M (500 ml) selama 24 jam (Irawan, 2016). Proses
pembuatan larutan HCl ditunjukkan pada lampiran 1.
6. Arang aktif tempurung kelapa dicuci menggunakan aquades, agar
menghilangkan sisa HCl yang terdapat pada arang tempurung kelapa.
7. Kemudian ditiriskan dengan menggunakan kertas saring dengan tujuan
memisahkan arang aktif dengan larutan.
8. Kemudian arang aktif tempurung kelapa dikeringkan di dalam oven selama
110oC selama 3 jam (Verayana, 2018).
3.3.3 Analisis Kualitas Arang Aktif
Menentukan arang aktif telah terbentuk dengan baik dapat diketahui
melalui, karakteristik arang aktif setelah melalui beberapa pengujian mutu arang
aktif meliputi penentuan rendemen, kadar air, dan kadar abu. Kualitas arang aktif
mengacu pada SNI No. 06-3730-1995 tentang standar mutu arang aktif yang
ditunjukkan pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Karakteristik Arang Aktif
Parameter Standar Mutu Arang Aktif (SNI No. 06-3730-1995)
Rendemen -
Kadar Air Maksimum 15%
Kadar Abu Maksimum 10%
Rendemen arang aktif dihitung dengan cara membandingkan antara berat
bahan baku yang diarangkan dengan berat arang aktif setelah karbonisasi
ditunjukkan pada Persamaan (1) (Wirosoedarmo, 2016).
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛 (%) = (𝑏
𝑎) × 100% , (1)
dengan a adalah berat bahan baku yang diarangkan (g), dan b adalah berat arang
yang dihasilkan (g).
Arang aktif ditimbang sebanyak 2 gram dimasukkan ke dalam cawan porselin
yang sebelumnya telah ditimbang dan diketahui beratnya. Cawan beserta arang
aktif kemudian dimasukkan ke dalam oven yang diatur suhunya pada 105°C selama
20
3 jam, kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang massanya,
ditunjukkan pada Persamaan (2) (Wirosoedarmo, 2016)
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 =(𝑎−𝑏)
𝑎× 100% , (2)
dengan a adalah berat arang awal (g), dan b adalah berat contoh setelah dikeringkan
(g)
Arang aktif ditimbang sebanyak 2 gram dimasukkan ke dalam cawan porselin
yang telah diketahui beratnya, kemudian contoh dipijarkan dalam muffle furnace
pada suhu 500˚C selama 2 jam atau sampai semua contoh menjadi abu. Cawan
kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang, ditunjukkan pada
Persamaan (3) (Wirosoedarmo, 2016)
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑏𝑢 =𝑎
𝑏𝑥 100% , (3)
dengan a adalah berat abu (g), dan b adalah berat arang kering pada saat awal (g).
3.4. Pembuatan Nanopartikel Arang Aktif Tempurung Kelapa
Proses pembuatan nanopartikel arang aktif dari tempurung kelapa
dijelaskan sebagai berikut:
1. Arang aktif tempurung kelapa dimasukkan ke dalam tabung untuk ditumbuk
(Qayyum, 2018).
2. Arang aktif tempurung kelapa ditumbuk menjadi nanopartikel menggunakan
alat shaker mill PPF-UG (Qayyum, 2018). Shaker mill ditunjukkan pada
Gambar 3.2.
Gambar 3.3 Shaker Mill.
21
3. Arang aktif tempurung kelapa ditumbuk dengan alat shaker mill dilakukan
dengan selama 15 jam (Setiawan, 2018)
3.5. Eksperimen Penyerapan Limbah Domestik
Bahan eksperimen penyerapan limbah domestik ditunjukkan pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Bahan Eksperimen Penyerap Limbah Domestik.
Bahan dan Alat Besar Satuan
Nanopartikel arang aktif tempurung
kelapa
24 gr
Limbah domestik 6000 ml
Beaker Glass 500 ml
Flokulator 1 unit
Nanopartikel arang aktif tempurung kelapa sebanyak 1 gr dimasukkan ke
dalam beaker glass dengan ukuran 500 ml. Kemudian ditambahkan sampel
limbah domestik hingga volume campuran menjadi 500 ml.
1. Selanjutnya campuran diaduk dengan menggunakan flokulator dengan
kecepatan 100 rpm selama 30 menit.
2. Prosedur 1 diulangi untuk waktu kontak selama 15, 45 dan 60 menit.
3. Prosedur 1 dan 2 dan diulangi untuk fraksi sampel 2 gr dan 3 gr sehingga
diperoleh 12 perlakuan.
4. Sampel didiamkan selama 30 menit, untuk proses pengendapan.
3.6. Analisis Data
3.6.1. Analisa Penentuan Uji Kualitas
Berdasarkan data yang diperoleh penentuan pengukuran Power of Hydrogen
(pH), Chemical Oxygen Demand (COD) dan Total Suspended Solid (TSS)
dilakukan dengan pengukuran skala Laboratorium dan pengukuran langsung
dilapangan. Pengukuran parameter kualitas air akan dihitung sebanyak 2 kali
percobaan. Kemudian beberapa parameter untuk penentuan nilai uji kualitas
dilakukan dengan persamaan sebagai berikut:
Untuk menghitung parameter TSS maka dilakukan Persamaan 1;
22
Mg TSS per liter= (𝐴−𝐵)𝑥1000
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑜ℎ 𝑢𝑗𝑖, 𝑚𝐿 , (1)
dengan A adalah berat kertas saring + residu kering (mg), dan B adalah berat kertas
saring, (mg).
Selanjutnya untuk proses penentuan COD merujuk pada SNI 6989.2-2009.
Persiapan sampel COD dimasukkan limbah cair sebanyak 2,5 ml kedalam tabung
reaksi dan disusun dalam rak tabung reaksi dengan diberi label nama sesuai dengan
dosis yang diberikan. Kemudian ditambahkan K2CR2O7 sebanyak 1,5 ml dengan
menggunakan pipet tetes. Lalu ditambahkan lagi H2SO2 sebanyak 3,5 ml dengan
menggunakan pipet tetes dan ditutup.
Proses inkubator pertama diambil COD reaktor merk Hanna, disambungkan
stop kontak, tekan tombol start dan ditunggu sampai 150oC sampai inkubator
mengeluarkan bunyi. Lalu dimasukkan kedalam tabung reaksi yang berisikan
sampel yang sudah disiapkan tadi kedalam inkubator. Kemudian ditekan tombol
start maka timer akan berjalan, ditunggu selama 2 jam hingga inkubator akan
berbunyi lagi. Selanjutnya diangkat tabung reaksi tadi didinginkan sampai 60oC,
sampel siap diuji.
Pengujian COD yaitu dinyalakan alat COD meter 571, dilakukan kalibrasi
alat dengan cara dimasukkan aquades ke dalam tabung cell dan dimasukkan
kedalam alat COD Meter sampai muncul angka 0,0 mg/L, jika sudah maka alat
sudah dikalibrasi dan siap digunakan. Kemudian dihomogenkan sampel terlebih
dahulu, lalu sampel dituangkan kedalam tabung cell dan siap dimasukkan kedalam
alat COD Meter. Selanjutnya ditekan mencure, lalu tekan Enter, maka akan muncul
nilai COD dan dicatat hasilnya.
Pengecekan pH dari sampel air limbah akan dibaca menggunakan alat
pengukur pH meter. Cara pengukuran pH dijelaskan sesuai (SNI 06-6898.11-2004)
sebagai berikut:
4. Kertas tisu untuk mengeringkan elektroda, selanjutnya bersihkan menggunakan
air suling.
5. Elektroda dibilas dengan contoh uji.
23
6. pH meter dicelupkan kedalam elektroda sehingga menunjukkan pembacaan
yang akurat.
7. Hasil dari pembacaan skala atau angka dicatat pada tampilan dari pH meter.
3.6.2 Analisa Statistik SPSS
SPSS (Statistical Product for Service Solutions, dulunya Statistical Packedge
for Social Sciences) Ini adalah program komputer statistik yang dapat mengolah
data statistik dengan cepat dan akurat. SPSS memiliki representasi yang baik
(dalam bentuk grafik dan tabel), Dinamis (mudah untuk mengubah data dan analisis
terbaru) dan mudah ditautkan dengan aplikasi Lainnya (misalnya, mengekspor data
ke atau dari Excel). Dilihat dari namanya, SPSS memang sangat membantu dalam
menyelesaikan berbagai masalah ilmu sosial. Terutama dalam analisis statistik
(Hasyim, 2015).
SPSS merupakan program aplikasi komputer yang berfungsi untuk menyusun,
menyajikan, dan menganalisis data. Data yang dimaksud adalah data numerik atau
data berupa angka (data kuantitatif) bukan data dalam bentuk kata-kata (string) atau
kalimat. Untuk data kualitatif yang biasanya diperoleh dalam penelitian kuantitatif
yang bervariabel dummy (dummy variable), maka disarankan sebelum menganalisis
data kualitatif tersebut terlebih dahulu data diubah atau ditransformasi ke dalam
bentuk data kuantitatif. Pada umumnya, dalam mengubah data kualitatif ke bentuk
data kuantitatif digunakan skala likert (Maswar, 2017).
Analisis regresi adalah suatu metode statistik yang mengamati hubungan antara
variabel terikat Y dan serangkaian variabel bebas X1,…,Xp. Tujuan dari metode
ini adalah untuk memprediksi nilai Y untuk nilai X yang diberikan. Model regresi
linier sederhana adalah model regresi yang paling sederhana yang hanya memiliki
satu variabel bebas X. Analisis regresi memiliki beberapa kegunaan, salah satunya
untuk melakukan prediksi terhadap variabel terikat Y [4]. Ditunjukkan pada
Persamaan 5:
Y = a + bX , (5)
dengan Y adalah variabel terikat yang diramalkan, X adalah variabel bebas, a adalah
intercept, yaitu nilai Y pada saat X=0, dan b adalah slope, yaitu perubahan rata-rata
24
Y terhadap perubahan satu unit X. Koefisien a dan b adalah koefisien regresi
dimana nilai a dan b dapat dicari menggunakan persamaan 6 dan 7:
𝑏 =𝑛(𝛴𝑥𝑦)−(𝛴𝑥)(𝛴𝑦)
𝑛(𝛴𝑥2)−(𝛴𝑥)2 , (6)
𝑎 =𝛴𝑦−𝑏(𝛴𝑥)
𝑛 , (7)
Dengan nilai a adalah slope, b adalah intercept dan n adalah banyaknya data yang
digunakan dalam perhitungan (Hijriani, 2016).
25
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Hasil pengujian sampel dengan parameter pH, COD dan TSS sebelum
dilakukan perlakuan ditunjukkan pada Tabel. 4.1, sedangkan pengujian setelah
perlakuan ditunjukkan pada Tabel 4.3.
Tabel 4.1. Hasil pengujian parameter limbah domestik sebelum dilakukan
perlakuan.
No. Parameter Hasil uji Baku Mutu Keterangan
1 pH 3,0 6-9 Tidak memenuhi syarat
2 COD 118 mg/l 100 mg/l Tidak memenuhi syarat
3 TSS 184 30 mg/l Tidak memenuhi syarat
*(Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia Nomor: P. 68
tahun 2016 Tentang Baku mutu air limbah domestik, dan Peraturan Pemerintah Nomor 82
Tahun 2001)
4.1.1 Karakteristik Nanopartikel Arang Aktif
Tabel 4.2 menunjukkan hasil analisa karakteristik nanopartikel arang aktif
tempurung kelapa. Arang aktif tempurung kelapa mempunyai nilai rendemen
sebesar 18,5%, kadar air 12,5% dan kadar abu sebesar 5,5% sehingga hasil tersebut
menunjukkan bahwa karakteristik arang aktif dari tempurung kelapa sesuai standar
baku mutu berdasarkan SNI No. 06-3730-1995.
26
Tabel 4.2 Hasil analisis karakteristik arang aktif tempurung kelapa dan
perbandingannya dengan SNI No. 06-3730-1995.
No Parameter Hasil Analisis Arang
Aktif (%)
Standar Mutu Arang Aktif
(SNI No. 06-3730-1995)
1 Rendemen 18,5 -
2 Kadar Air 12,5 Maksimum 15%
3 Kadar Abu 5,5 Maksimum 10%
Gambar 4.1 menunjukkan penampakan fisik arang aktif dan arang aktif
yang telah disintesis menjadi nano partikel. Berdasarkan penampakannya, dapat
dilihat perbedaan bulir antara arang aktif sebelum dijadikan nanopartikel dan
setelah dijadikan nanopartikel.
Gambar 4.1 Bulir arang aktif. a) sebelum dijadikan nanopartikel, b) setelah
dijadikan arang aktif.
Gambar 4.2 menunjukkan penampakan fisik limbah domestik sebelum
perlakuan, dalam proses perlakuan dan hasil setelah perlakuan dengan nanopartikel
arang aktif tempurung kelapa. Berdasarkan hasilnya, sebelum perlakuan limbah
domestik berwarna lebih keruh dan setelah perlakuan dengan arang aktif
nanopartikel limbah domestik lebih jernih.
(a) (b)
27
Gambar 4.2 Pengolahan limbah domestik. a) sebelum pengolahan, b) proses
pengolahan dengan arang aktif nanopartikel, c) setelah pengolahan
dengan arang aktif nanopartikel.
4.1.2 Hasil Eksperimen
4.1.3 Analisis COD
Berdasarkan hasil uji adsorpsi parameter COD menggunakan nanopartikel
arang aktif dari tempurung kelapa dengan variasi massa 1, 2, dan 3 gram serta waktu
kontak 15, 30, 45 dan 60 menit. Nilai penurunan parameter COD dapat dilihat pada
tabel 4.2. Nanopartikel arang aktif tempurung kelapa mampu menurunkan kadar
COD hingga 96,62% pada massa 3 gram dengan waktu kontak 45 menit. Hasil
penurunan nilai COD dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Tabel 4.3 Hasil uji adsorpsi parameter COD. Baris berwarna kuning menunjukkan
efektivitas adsorpsi paling optimal dengan massa nanopartikel arang
aktif dan waktu kontak.
Massa (gram) Waktu Kontak
(menit)
COD
(mg/l)
Efektivitas Degradasi
COD (%)
1
15 388,0 45,96
30 242,0 66,30
45 201,0 72,01
60 89,5 87,53
2
15 314,0 56,27
30 224,0 68,80
45 88,7 87,65
60 77,6 89,19
3
15 100,7 85,97
30 80,1 88,84
45 24,3 96,62
60 72,8 89,86
(a) (b) (c)
28
Gambar 4.3 Grafik hasil uji parameter COD limbah rumah makan
4.1.4 Hasil Pengolahan TSS dengan Arang Aktif Nanopartikel
Uji adsorpsi parameter TSS menggunakan nanopartikel arang aktif dari
tempurung kelapa dengan variasi massa 1, 2, dan 3 gram serta waktu kontak 15, 30,
45 dan 60 menit. Dapat dilihat pada Tabel 4.3. Nanopartikel arang aktif dari
tempurung kelapa mampu menurunkan kadar TSS hingga 88,59% pada massa 1
gram dan waktu kontak 60 menit. Hasil penurunan nilai TSS dapat di lihat pada
Gambar 4.4.
Tabel 4.4 Hasil uji adsorpsi parameter TSS. Baris berwarna kuning menunjukkan
efektivitas adsorpsi paling optimal dengan massa nanopartikel arang aktif
dan waktu kontak.
Massa (gram) Waktu Kontak
(menit)
TSS
(mg/l)
Efektivitas Degradasi TSS
(%)
1
15 115 37,50
30 70 61,96
45 59 67,93
60 21 88,59
2
15 83 54,89
30 72 60,87
45 45 75,54
60 57 69,02
3
15 119 35,33
30 134 27,17
45 96 47,83
60 72 60,87
29
Gambar 4.4 Grafik hasil uji parameter TSS limbah rumah makan
4.1.5 Analisis Nilai pH
Tabel 4.5 Hasil uji penurunan pH.
Massa (gram) Waktu Kontak (menit) pH
1 2 3
1
15 5,1
30 5,4
45 6,2
60 6,5
2
15 5,4
30 5,7
45 6,2
60 6,8
3
15 5,9
30 6,2
45 6,5
60 7,9
Tabel 4.4 menunjukkan hasil pengukuran nilai pH menggunakan
nanopartikel arang aktif dari tempurung kelapa, dengan variasi massa 1, 2, dan 3
gram serta waktu kontak 15, 30, 45 dan 60 menit. Nanopartikel arang aktif
tempurung kelapa mampu menetralkan nilai pH hingga 6-9 sesuai dengan baku
mutu sesuai Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik
Indonesia Nomor: P.68/Menlhk-Setjen/2016.
30
4.2 Pembahasan
Berdasarkan hasil uji pada Tabel 4.1, arang aktif tempurung kelapa yang
disintesis memenuhi standar baku mutu sesuai SNI No. 06-3730-1995. Hasil
tersebut menunjukkan bahwa arang aktif tempurung kelapa potensial untuk
dijadikan adsorben. Hasil uji rendemen arang aktif sebesar 18,5%. Kadar air arang
aktif sebesar 12,5%, dengan baku mutu yang dipersyaratkan adalah kurang dari
sama dengan 15%. Hasil ini mengindikasikan arang aktif yang telah disintesis dapat
digunakan dengan optimal dalam proses adsorpsi. Hasil analisis kadar abu adalah
sebesar 5,5%, dengan batas maksimum yang dipersyaratkan baku mutu adalah 10%.
Hasil ini menunjukkan arang aktif potensial memiliki daya adsorpsi yang tinggi
karena kemungkinan hadirnya kandungan mineral yang terdapat dalam abu seperti
kalsium, kalium, magnesium, dan natrium akan menyebar dalam kisi-kisi arang
aktif (Jamilatun, 2014).
Tabel 4.2 menunjukkan hasil efektivitas penurunan nilai COD. Hasil-hasil
analisis pada Tabel 4.2 menunjukkan bahwa nano partikel arang aktif mampu
menurunkan kadar parameter COD hingga di bawah baku mutu sesuai Peraturan
Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia Nomor:
P.68/Menlhk-Setjen/2016. Efektivitas degradasi nilai COD telah mencapai 96,62%
dengan waktu kontak selama 40 menit dan massa arang aktif yang digunakan
sebanyak 3 gram. Penurunan kadar COD di dalam limbah yang diolah, disebabkan
luasnya permukaan nanopartikel arang aktif tempurung kelapa. Luasnya permukaan
meningkatkan daya adsorpsi terhadap bahan organik di dalam limbah. Luasnya
permukaan dapat berasal dari dua faktor, yaitu (i) pori-pori di dalam arang aktif,
dan (ii) ukuran arang aktif dalam bentuk nano, yang jauh lebih luas dibandingkan
dengan arang aktif yang tidak disintesis ke dalam bentuk nanopartikel. Secara
teoritis, adsorpsi adalah suatu proses ketika partikel “menempel” pada suatu
permukaan akibat dari adanya “perbedaan” muatan lemah di antara kedua benda
(gaya Van der Waals). Jika zat yang diadsorpsi merupakan elektrolit maka adsorpsi
akan berjalan lebih cepat dan hasil adsorpsi lebih banyak jika dibandingkan dengan
larutan non elektrolit. Hal ini disebabkan karena larutan elektrolit terionisasi
sehingga didalam larutan terdapat ion-ion dengan muatan berlawanan yang
31
menyebabkan gaya tarik-menarik Van der Waals semakin besar, berarti daya
adsorpsi semakin besar. Sehingga akhirnya akan terbentuk suatu lapisan tipis
partikel-partikel halus pada permukaan tersebut (Setyobudiarso, 2014).
Gambar 4.5 menunjukkan persentase penurunan COD terhadap waktu
kontak, terhadap tiga variasi massa 1, 2 dan 3 gram. Untuk perlakuan massa 1 gram,
peningkatan persentase terjadi dari waktu kontak 15, 30, 45 dan 60 menit. Untuk
perlakuan dengan massa 2 gram, terjadi peningkatan persentase yang signifikan dari
waktu kontak ke waktu kontak berikutnya. Sementara itu, terjadi perbedaan pola
degradasi untuk perlakuan massa 3 gram. Pada perlakuan ini, peningkatan
persentase yang signifikan dari waktu kontak 15 menit, 30 menit dan 45 menit,
namun, pada waktu 60 menit terjadi penurunan persentase. Terjadinya penurunan
nilai COD mengindikasikan terjadinya proses adsorpsi oleh nanopartikel arang
aktif. Dari Gambar 4.5 persentase degradasi COD dapat dikelompokkan
berdasarkan perlakuan jumlah massa yang digunakan, dengan 3 gr > 2 gr > 1 gr.
Hal ini menunjukkan kemampuan adsorpsi sangat dipengaruhi oleh jumlah massa
yang digunakan. Proses penurunan COD mengalami laju degradasi relatif tinggi
pada proses-proses awal dibandingkan proses-proses selanjutnya. Hal ini diduga
disebabkan oleh pada awal proses adsorpsi seluruh permukaan pori arang aktif
masih kosong dan molekul akan menempel dan membentuk suatu lapisan pada
permukaan sehingga laju berlangsung cepat. Hasil penelitian ini berbeda dengan
Wicheisa (2018) yang menyatakan arang aktif tempurung kelapa dalam bentuk non
nano hanya mampu mendegradasi COD hingga 68,37%. Hal ini menunjukkan
bahwa proses degradasi COD dengan arang aktif nanopartikel lebih optimal
dibandingkan dengan arang aktif biasa.
Temuan ini berbeda dengan hasil-hasil lain yang menunjukkan semakin
lama waktu kontak maka permukaan yang kosong akan semakin berkurang
sehingga kemampuan adsorben untuk menyerap molekul menurun (Aisyahlika,
2013). Menurut Siregar (2015), efisiensi karbon aktif dalam mendegradasi COD
semakin menurun seiring dengan bertambahnya waktu operasi. Hal ini terjadi
karena kemampuan karbon aktif dalam mengadsorpsi berkurang. Berkurangnya
kemampuan karbon aktif disebabkan karena pori-pori pada permukaan karbon telah
32
jenuh. Namun, dari pengamatan penurunan COD pada penelitian ini cenderung
bersifat linear terhadap waktu. Hal ini mengindikasikan bahwa karbon aktif yang
digunakan masih belum mengalami penjenuhan dan masih tersedia permukaan
yang dapat digunakan sebagai adsorben. Hal ini menguatkan bahwa nanopartikel
adalah adsorben yang dapat digunakan lebih lama dibandingkan dengan adsorben
non nano partikel. Namun, perlu dilakukan investigasi lanjutan mengenai titik jenuh
adsorben arang aktif dalam mereduksi limbah organik.
Hasil analisis data regresi linear sederhana digunakan untuk mengetahui
pengaruh massa nanopartikel arang aktif dan waktu kontak terhadap parameter
COD. Diketahui bahwa output nilai pengaruh massa nanopartikel terhadap COD
adalah 0,037 lebih besar dari < probabilitas 0,05, sehingga dapat disimpulkan
bahwa H0 diterima dan Ha ditolak, yang berarti bahwa tidak ada pengaruh antara
massa nanopartikel arang aktif terhadap parameter COD. Sedangkan output nilai
pengaruh waktu kontak terhadap COD adalah 0,002 lebih kecil dari < probabilitas
0,05, yang berarti bahwa ada pengaruh antara waktu kontak arang aktif terhadap
parameter COD. Massa nanopartikel arang aktif tidak berpengaruh terhadap nilai
COD disebabkan pada penambahan 1 gram nanopartikel arang aktif sudah
mencapai efektivitas sebanyak 87,53%, dimana hasil efektivitas tersebut sudah
mencapai nilai optimal dan pada penambahan massa adsorben 2 gram dan 3 gram
mempunyai nilai efektivitas yang tidak begitu berbeda. Namun, terdapat pengaruh
antara waktu kontak arang aktif terhadap parameter COD hal ini disebabkan
kemampuan arang aktif nanopartikel ini bertambah tiap waktunya dalam
mendegradasi nilai COD, semakin tinggi waktu semakin meningkatkan
kemampuan arang aktif nanopartikel. Tetapi terjadi penurunan pada menit terakhir
disebabkan arang aktif telah mencapai titik jenuh (Siregar, 2015)
33
Gambar 4.5 Grafik presentasi penurunan COD terhadap waktu kontak, terhadap
tiga variasi massa 1, 2 dan 3 gram.
Tabel 4.3 menunjukan nilai TSS dengan nanopartikel arang aktif. Hasil uji
nanopartikel arang aktif dalam menurunkan kadar TSS mengalami perubahan
signifikan dari waktu ke waktu selama eksperimen. Berdasarkan hal tersebut,
nanopartikel arang aktif mampu menurunkan kadar TSS dengan maksimum sebesar
88,59%. Nilai maksimum tersebut diperoleh dengan perlakuan eksperimen massa
arang aktif sebanyak 1 gram dan waktu kontak 60 menit. Gambar 4.3 menunjukkan
hasil untuk nanopartikel arang aktif bermassa 1 gram pada penurunan TSS.
Peningkatan persentase cukup signifikan terjadi dari waktu 15, 30, 45 dan 60 menit.
Pada nanopartikel arang aktif bermassa 2 gram terjadi peningkatan persentase yang
signifikan dari waktu kontak 15, 30 dan 45 menit tetapi terjadi penurunan pada
waktu kontak 60 menit. Nilai TSS ditentukan oleh jumlah partikel padat yang
terkandung di dalam limbah. Menurut Imamah (2007), waktu kontak merupakan
hal yang sangat menentukan dalam proses adsorpsi. Gaya adsorpsi molekul dari
suatu zat terlarut akan meningkat apabila waktu kontak dengan karbon aktif makin
lama. Waktu kontak yang lama memungkinkan proses difusi dan penempelan
molekul zat terlarut yang teradsorpsi berlangsung lebih baik.
Pada nanopartikel arang aktif bermassa 3 gram terjadi peningkatan
persentase yang waktu kontak 15 menit, tetapi pada waktu kontak 30 menit terjadi
penurunan dan peningkatan persentase kembali pada waktu kontak 45 menit hingga
waktu kontak 60 menit terjadi penurunan persentase. Penurunan TSS pada
34
eksperimen kemungkinan disebabkan adanya adsorpsi dari arang aktif yang
mempunyai sifat penukar kation sehingga mampu menyerap TSS (Sulistyanti,
2018). Terjadinya kenaikan TSS selama eksperimen kemungkinan disebabkan ada
proses desorpsi selama proses pengolahan limbah. Proses desorpsi disebabkan oleh
gaya mekanis dan tumbukan di dalam larutan selama pengadukan (Irmanto, 2009).
Berdasarkan Gambar 4.6, efektivitas penurunan TSS terjadi pada perlakuan
secara berurutan 1 gr > 2 gr > 3 gr. Hal tersebut menunjukkan bahwa banyaknya
massa arang aktif yang digunakan sebagai adsorben justru menurunkan efektivitas
degradasi nilai TSS. Hasil ini diduga disebabkan oleh adanya kontribusi
penambahan partikel padat yang tersuspensi dari material karbon aktif. Pada studi-
studi selanjutnya, khususnya pada tahap implementasi pada skala besar, inovasi dan
teknik yang dapat mereduksi masalah ini perlu untuk dilakukan.
Hasil analisis data regresi linear sederhana digunakan untuk mengetahui
pengaruh massa nanopartikel arang aktif dan waktu kontak terhadap parameter
TSS. Diketahui bahwa output nilai pengaruh massa nanopartikel terhadap TSS
adalah 0,092 lebih besar dari < probabilitas 0,05, sehingga diartikan tidak ada
pengaruh antara massa nanopartikel arang aktif terhadap parameter COD. Begitu
juga dengan pengaruh waktu kontak terhadap TSS. Output nilainya adalah 0,414
lebih besar dari < probabilitas 0,05, sehingga tidak ada pengaruh antara waktu
kontak arang aktif terhadap parameter TSS.
Gambar 4.6 Grafik penurunan TSS terhadap waktu kontak, terhadap tiga variasi
massa 1, 2 dan 3 gram.
35
Tabel 4.4 menunjukkan hasil uji nilai pH mengalami peningkatan dari
masing-masing perlakuan. Berdasarkan sesuai Peraturan Menteri Lingkungan
Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia Nomor: P.68/Menlhk-Setjen/2016
Tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik, pH limbah domestik yang diizinkan
dibuang kelingkungan adalah 6-9, sehingga nilai pH masih dalam ambang batas.
Rendahnya nilai pH di dalam limbah menunjukkan bahwa limbah bersifat asam.
Keasaman limbah disebabkan oleh adanya bahan-bahan pencemar organik sebagai
buangan rumah makan. Pencemar tersebut dapat berupa asam organik, organik
karbon, nitrat dan fosfat (Fauziah, 2019).
Hasil analisis data regresi linear sederhana variabel waktu kontak terhadap
parameter pH. 0,125 lebih besar dari < probabilitas 0,05, menunjukkan tidak ada
pengaruh antara massa nanopartikel arang aktif terhadap parameter pH. Sedangkan
output nilai pengaruh waktu kontak terhadap pH adalah 0,017 lebih kecil dari <
probabilitas 0,05, yang berarti bahwa ada pengaruh antara waktu kontak arang aktif
terhadap parameter pH.
Gambar 4.7 Grafik perubahan nilai pH terhadap waktu kontak (menit). Arang aktif
bermassa 1 gram ditandai dengan garis berwarna biru, 2 gram ditandai
dengan garis berwarna oranye dan 3 gram yang ditandai dengan garis
berwarna abu.
Gambar 4.7 menunjukkan hasil pada nanopartikel pada peningkatan pH.
Setiap perlakuan mengalami peningkatan persentase yang cukup signifikan terjadi
dari waktu kontak 15, 30, 45 hingga 60 menit. Hal ini menunjukkan bahwa
36
terjadinya peningkatan nilai pH pada limbah domestik dengan nanopartikel arang
aktif dapat disebabkan adanya kation dalam arang aktif yang terlarut dalam air
limbah domestik, sehingga, pH sesuai dengan baku mutu dan aman jika langsung
dibuang ke lingkungan (Mardhia, 2018).
Gambar 4.8 merupakan grafik korelasi antara parameter COD dan TSS.
Diketahui bahwa output nilai parameter COD dan TSS adalah 0,636 lebih besar
dari > 0,05 sehingga tidak terdapat korelasi yang signifikan, yang berarti tidak ada
hubungan antara parameter COD dan TSS. Lemahnya korelasi COD dan TSS
menunjukkan zat pencemar di dalam limbah berasal dari bahan organik dan bukan
dari bahan an organik seperti logam berat (Nikoonahad dkk, 2016).
Grafik pada Gambar 4.8 merupakan grafik korelasi antara parameter COD
dan pH. Diketahui bahwa output nilai parameter COD dan pH adalah 0,007 lebih
kecil dari > 0,05 sehingga terdapat korelasi yang signifikan, yang berarti ada
hubungan antara parameter COD dan pH. Korelasi antara parameter pH dan TSS.
diketahui bahwa output nilai parameter pH dan TSS adalah 0,341 lebih besar dari
> 0,05 sehingga tidak terdapat korelasi yang signifikan, yang berarti tidak ada
hubungan antara parameter pH dan TSS.
Gambar 4.8 Grafik korelasi COD dan TSS, pH dan COD dan TSS dan pH.
Grafik pada Gambar 4.7, grafik hasil uji analisis korelasi menunjukkan
bahwa tidak ada hubungan yang signifikan antara parameter COD dan TSS serta
parameter pH dan TSS, karena nilai yang dihasilkan lebih besar dari > 0,05. Namun,
37
untuk parameter COD dan pH terdapat hubungan yang signifikan karena nilai yang
dihasilkan adalah 0,007 yang berarti lebih kecil dari < 0,05. Hubungan antara
parameter COD dengan pH memiliki nilai yang searah.
Tabel 4.6 Hasil uji analisis korelasi antara parameter COD, TSS dan pH. Nilai R
untuk korelasi kuat (-0,727) ditandai arsir kuning.
COD TSS pH
COD 1 0,153 -0,727**
TSS 1 -0,301
pH 1
Berdasarkan Tabel 4.5, diketahui bahwa output nilai korelasi antara masing-
masing variabel parameter yang dihubungkan tidak mempunyai dua tanda bintang
(**), ini berarti tidak terdapat korelasi antara variabel yang dihubungkan. Namun,
untuk output nilai korelasi antara parameter COD dan pH begitu juga sebaliknya
mempunyai dua tanda bintang (**), yang berarti terdapat korelasi antara variabel
yang dihubungkan dengan taraf signifikansi 1% berdasarkan nilai R untuk korelasi
kuat (-0,727).
Berdasarkan penampakan fisik hasil olahan, diperoleh hasil yang belum
jernih. Hasil ini akibat oleh adanya kontribusi nanopartikel arang aktif yang
tersuspensi. Pada tahap implementasi selanjutnya seperti pada skala besar, inovasi
dan teknik yang dapat mereduksi masalah ini perlu untuk dilakukan untuk
pengolahan limbah domestik dengan arang aktif nanopartikel. Sehingga penelitian
ini mampu mencapai hasil yang diinginkan dalam penerapannya.
38
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil pada penelitian ini adalah:
1. Nanopartikel arang aktif tempurung kelapa menormalkan pH di dalam limbah
rumah makan sesuai dengan baku mutu SNI 06-6898.11-2004.
2. Nanopartikel arang aktif tempurung kelapa dapat mereduksi kandungan COD
di dalam limbah rumah makan hingga 96,62% dengan fraksi massa 3 gram
untuk 500mL limbah selama 45 menit.
3. Nanopartikel arang aktif tempurung kelapa dapat mereduksi kandungan TSS di
dalam limbah rumah makan hingga hingga 88,59% dengan fraksi massa 1 gram
untuk 500mL limbah selama 60 menit.
5.2 Saran
Adapun saran dan masukan yang dapat diambil pada penelitian ini adalah:
1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan sebagai referensi untuk
pemanfaatan tempurung kelapa menjadi nanopartikel arang aktif untuk
permasalahan pengolahan limbah domestik yang ada berada pada perairan.
2. Penelitian lanjutan terhadap efektivitas nanopartikel arang aktif tempurung
kelapa dalam mengatasi masalah limbah domestik lainnya.
3. Investigasi mengenai karakterisasi nanopartikel arang aktif tempurung kelapa
perlu dilakukan dengan analisa morfologi dan ukuran bulir.
39
DAFTAR PUSTAKA
Adiningtyas, A., & Mulyono, P. (2016). Kinetika Adsorpsi Nikel (II) dalam Larutan
Aqueous dengan Karbon Aktif Arang Tempurung Kelapa. Jurnal Rekayasa
Proses, 10(2), 36.
Afandi, Y. V., Sunoko, H. R., & Kismartini, K. (2014). Status Keberlanjutan Sistem
Pengelolaan Air Limbah Domestik Komunal Berbasis Masyarakat Di Kota
Probolinggo. Jurnal Ilmu Lingkungan, 11(2), 100.
Agusetiani, L. (2013). Pembuatan Nanozeolit dari Zeolit Alam Secara Top Down
Menggunakan High Energy Milling dan Aplikasinya untuk Penyerapan Ion Fe
3+.
Aisyahlika, S.Z., Firdaus, M.L., dan Elvia, R. (2018). Kapasitas Adsorpsi Aarang
Aktif Cangkang Bintaro (Cerbera odollam) Terhadap Zat Warna Sintesis
Reactive RED-120 Dan Reactive BLUE-198. Jurnal Pendidikan Dan Ilmu
Kimia, 2(2), 148–155.
Al Kholif, M. (2018). Penurunan Beban Pencemar Pada Limbah Domestik Dengan
Menggunakan Moving Bed Biofilter Reaktor (Mbbr). Al-Ard: Jurnal Teknik
Lingkungan, 4(1), 1–8.
Alimsyah, A., & Damayanti, A. (2013). Penggunaan Arang Tempurung Kelapa dan
Eceng Gondok untuk Pengolahan Air Limbah Tahu dengan Variasi
Konsentrasi. Jurnal Teknik Pomits, 2(1), D6–D9.
http://www.ejurnal.its.ac.id/index.php/teknik/article/view/3170
Arfadiani, D., & Larasati, D. (2015). Pemanfaatan Limbah Tempurung Kelapa
Muda Melalui Pengembangan Desain Produk Alat Makan. Jurnal Tingkat
Sarjana Senirupa Dan Desain, 1, 1–8.
Arsad, E. (2010). Teknologi Pengolahan Dan Pemanfaatan Karbon Aktif Untuk
Industri. Jurnal Riset Industri Hasil Hutan, 2(2), 43.
Bahrami, A., Kazemi, F., & Ghorbani, Y. (2019). Effect of different reagent regime
on the kinetic model and recovery in gilsonite flotation. Journal of Materials
Research and Technology, 8(5), 4498–4509.
Balfas, A., Irmansyah, I., Nikmatin, S., & Sukarto, A. (2016). Pengaruh Milling
Terhadap Karakteristik Nanopartikel Biomassa Rotan. Jurnal Keteknikan
Pertanian, 4(1), 105566.
Berger, A. P. L., Pezzin, R. D. O., Grillo, F. F., Junca, E., Furtado, H. S., & Oliveira,
J. R. De. (2019). Analysis of the influence of adding CaF2 and Na2O to steel
desulfurizing mixtures using computational thermodynamics. Journal of
Materials Research and Technology, 8(5), 4651–4658.
Budi, E. (2011). Tinjauan Proses Pembentukan dan Penggunaan Arang Tempurung
Kelapa Sebagai Bahan Bakar Bahan Komponen Kandungan Sifat termal.
Jurnal Penelitian Sains, 14(C), 25–29.
Budi, E., Nasbey, H., Budi, S., Handoko, E., Suharmanto, P., Sinansari, R., Fisika,
J., & Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, J. (2012).
Kajian Pembentukan Karbon Aktif Berbahan Arang Tempurung Kelapa.
Seminar Nasional Fisika, 62–66.
Christiany, A. (2019). Potensi Teknis - Ekonomis Daur Ulang Air Limbah Industri
Tekstil Menggunakan Aplikasi Arang Aktif. Jurnal Pengelolaan Sumberdaya
40
Alam Dan Lingkungan (Journal of Natural Resources and Environmental
Management), 9(2), 229–240.
Dalam, K., Kadar, M., Dan, K., & Pada, T. S. S. (2007). Diajukan kepada
Universitas Islam Indonesia untnk memenuhi persyaratan. 2007.
Erlina, Umiatin, & Budi, E. (2015). Pengaruh Konsentrasi Larutan Koh Pada
Karbon Aktif. Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal), IV, 55–60.
Fajrianti, H., Oktiawan, W., & Wardhana, I. W. (2016). Pengaruh Waktu
Perendaman Dalam Aktivator Naoh Dan Debit Aliran Terhadap Penurunan
Krom Total (Cr) Dan Seng (Zn) Pada Limbah Cair Industri Elektroplating
Dengan Menggunakan Arang Aktif Dari Kulit Pisang. Jurnal Teknik
Lingkungan, 5(1), 1–9.
Filliazati, M. (2013). Pengolahan Limbah Cair Domestik Dengan Biofilter Aerob
Menggunakan Media Bioball Dan Tanaman Kiambang. Jurnal Teknologi
Lingkungan Lahan Basah, 1(1), 1–10.
Gumelar, D., & Hendrawan, Y. (2015). Pengaruh Aktivator dan Waktu Kontak
Terhadap Kinerja Arang Aktif Berbahan Eceng Gondok ( Eichornia crossipes
) Pada Penurunan COD Limbah Cair Laundry. Jurnal Keteknikan Pertanian
Tropis Dan Biosistem, 3(1), 15–23.
Hasyim, M., & Listiawan, T. (2014). Penerapan Aplikasi IBM SPSS Untuk Analisis
Data Bagi Pengajar Pondok Hidayatul Mubtadi’in Ngunut Tulungagung Demi
Meningkatkan Kualitas Pembelajaran dan Kreativitas Karya Ilmiah Guru.
Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat, 2(1), 28–35.
Hijriani, A., Muludi, K., & Andini, E. A. (2016). Implementasi Metode Regresi
Linier Sederhana Pada Penyajian Hasil Prediksi Pemakaian Air Bersih Pdam
Way Rilau Kota Bandar Lampung Dengan Sistem Informasi Geofrafis.
Informatika Mulawarman : Jurnal Ilmiah Ilmu Komputer, 11(2), 37.
Hoten, H. Van. (2020). Analisis Karakterisasi Serbuk Biokeramik Dari Cangkang
Telur Ayam Broiler. Rotor, 13(1), 1.
Irawan, A., Rahmayetty, R., Sari, N. K., & Utami, S. (2016). Pengaruh Aktivator
Kimia Pada Performasi Bioadsorben Dari Karbon Tempurung Kelapa Sebagai
Penjernih Air Sumur. Teknika: Jurnal Sains Dan Teknologi, 12(1), 103.
Jamilatun, S., & Setyawan, M. (2014). Pembuatan Arang Aktif dari Tempurung
Kelapa dan Aplikasinya untuk Penjernihan Asap Cair. Spektrum Industri,
12(1), 73. 1
Jasmal, Sulfikar, & Ramlawati. (2015). Kapasitas adsorpsi arang aktif ijuk pohon
aren (Arenga pinnata) terhadap Pb2+. Jurnal Sainsmat, 4(1), 57–66.
Joharwan, J. W. (2017). Produksi nanopartikel arang bambu wulung dengan
menggunakan High Energy Milling (HEM) model shaker mill.
Kekerasan, M. D. A. N. (2013). Analisis Kegagalan Material Pipa Ferrule Nickel
Alloy N06025 Pada Waste Heat Boiler Akibat Suhu Tinggi Berdasarkan
Pengujian : Mikrografi Dan Kekerasan. Jurnal Teknik Mesin Undip, 1(4), 33–
39.
Khairunnisa, Rezagama, A., & Arianto, F. (2017). Penurunan Kadar COD dan
Warna pada Limbah Artifisial Batik Zat Warna Turunan Azo Menggunakan
Metode Adsorpsi Arang Aktif dan Ozonasi +FeSO4.7H2O. Jurnal Teknik
Lingkungan, 6(3), 1–7.
41
Kristianto, H. (2017). Review: Sintesis Karbon Aktif Dengan Menggunakan
Aktivasi Kimia ZnCL2. Jurnal Integrasi Proses, 6(3), 104–111.
Kusumawati, F., Sembiring, E., Handajani, M., Penelitian, P., Pekerjaan, K., &
Rakyat, P. (2018). Evaluation Of Effluent Communal Domestic Wastewater
Treatment For Possible Use As Reclaimed Water. 24, 75–88.
Lempang, M. (2014). Pembuatan dan Kegunaan Karbon Aktif. Info Teknis EBONI,
11(2), 65–80.
Mardani, Y. (2019). Akasia Dengan Tumbukan Bola Baja Diameter. 1–14.
Mardhia, D., & Abdullah, V. (2018). Studi Analisis Kualitas Air Sungai Brangbiji
Sumbawa Besar. Jurnal Biologi Tropis, 18(2). 0
Mardianto, W. (2014). Pengolahan Limbah Cair Rumah Makan Menggunakan
Sistem Kombinasi Abr Dan Wetland Dengan Sistem Kontinyu. Jurnal
Teknologi Lingkungan Lahan Basah, 2(1), 1–10.
Marpaung, M. P., & Romelan, R. (2019). ANALISIS JENIS DAN KADAR
SAPONIN EKSTRAK METANOL DAUN KEMANGI (Ocimum basilicum
L.) DENGAN MENGGUNAKAN METODE GRAVIMETRI. JFL : Jurnal
Farmasi Lampung, 07(2).
Maswar, M. (2017). Analisis Statistik Deskriptif Nilai UAS Ekonomitrika
Mahasiswa dengan Program SPSS 23 & Eviews 8.1. Jurnal Pendidikan Islam
Indonesia, 1(2), 273–292.
Melati, A., & Hidayati, E. (2017). Aplikasi Carbon Nano Fiber Terintegrasi. 1,
277–292.
Narain, V., & Ray, S. (2019). Variation in mechanical properties with MnO2
content in cast and forged in-situ Al-8Mg-MnO2 composites. Journal of
Materials Research and Technology, 8(5), 4489–4497.
Nasihah, M., Saraswati, A. A., & Naja, S. (2018). Uji Pengolahan Limbah Cair
Domestik Melalui Metode Koagulasi-Flokulasi dan Fitoremidiasi dengan
Tanaman Kayu Apu (Pistia stratiotes L.). Jurnal EnviScience, 2(2), 76–79.
Nikoonahad, A., & Ebrahimi, A. A. (2016). of Environmental Health and
Sustainable Development Evaluation the Correlation between Turbidity and
Total Suspended Solids with other Chemical Parameters in Yazd Wastewater
Treatment Effluent Plant. Journal of Environment Health and Sustainable
Development, 1(2)(September), 66–74.
Nilandita, W., Pribadi, A., Nengse, S., Auvaria, S. W., & Nurmaningsih, D. R.
(2019). Studi Keberlanjutan IPAL Komunal di Kota Surabaya (Studi Kasus di
RT 02 RW 12 Kelurahan Bendul Merisi Kota Surabaya). Al-Ard : Jurnal
Teknik Lingkungan, 4(2), 46–54.
Nurhasni, N., Salimin, Z., & Nurfitriyani, I. (2013). Pengolahan Limbah Industri
Elektroplating Dengan Proses Koagulasi Flokulasi. Jurnal Kimia VALENSI,
3(1), 41–48.
Nurhayati, I., Sugito, S., & Pertiwi, A. (2018). Pengolahan Limbah Cair
Laboratorium dengan Adsorpsi dan Pretreatment Netralisasi dan Koagulasi.
Jurnal Sains &Teknologi Lingkungan, 10(2), 125–138. rt5
Nurmaliakasih, Y. ., Abdul, S., & Badrus, Z. (2017). Penyisihan bod dan cod limbah
cair industri karet dengan sistem biofilter aerob dan plasma dielectric barrier
dischare (DBD). Jurnal Teknik Lingkungan, 6(1), 14.
42
Nustini, Y., & Allwar, A. (2019). Pemanfaatan Limbah Tempurung Kelapa
Menjadi Arang Tempurung Kelapa dan Granular Karbon Aktif Guna
Meningkatkan Kesejahteraan Desa Watuduwur, Bruno, Kabupaten Purworejo
_ Nustini _ Asian Journal of Innovation and Ent. Asian Journal of Innopation
and Enterpreneurship, 4(3), 217–226.
Purwatiningrum, O. (2018). Gambaran Instalasi Pengolahan Air Limbah Domestik
Komunal di Kelurahan Simikerto, Kecamatan Simokerto, Kota Surabaya.
Jurnal Kesehatan Lingkungan, 10(82), 243–253.
Puspita Melfi, M. Lutfi Firdaus, & Nurhamidah. (2017). Pemanfaatan Arang Aktif
Sabut Kelapa Sawit Sebagai Adsoben Zat Warna Sintetis Reactive Red-120
Dan Direct Green -26. Alotrop, 1(1), 75–79.
Qi, L., Ma, Z., Liang, J., Xiao, Z., Dong, M., Zhang, J., Guo, Z., Fan, J., Ding, T.,
& Liu, C. (2019). Thermomechanical investigation on the effect of
nitroguanidine on the thermal expansion coefficient and glass transition
temperature of double-base gun propellant. Journal of Materials Research and
Technology, 8(5), 4264–4272. Ratnawati, R., & Ulfah, S. L. (2020).
Pengolahan Air Limbah Domestik menggunakan Biosand Filter. Jurnal Ilmu
Lingkungan, 18(1), 8–14.
Riduan, R. (2005). Studi Pengaruh Penambahan Karbon Aktif Pada Optimasi
Penurunan Warna Dan Kandungan Organik Pada Air Gambut Menggunakan
Membran Ultrafiltasi. 6(1), 54–60.
Rusydi, A. F., Naily, W., & Lestiana, H. (2015). Pencemaran Limbah Domestik
Dan Pertanian Terhadap Airtanah Bebas Di Kabupaten Bandung. Jurnal
RISET Geologi Dan Pertambangan, 25(2), 87.
Rusydi, A. F., Suherman, D., & Sumawijaya, N. (2016). Pengolahan Air Limbah
Tekstil Melalui Proses Koagulasi – Flokulasi Dengan Menggunakan Lempung
Sebagai Penyumbang Partikel Tersuspensi. Arena Tekstil, 31(2), 105–114.
Saputro, Y., Supriyono, & Anggono, A. D. (2019). Kajian partikel arang daun
bambu tutul hasil tumbukan. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, 20(2), 9–16.
Sartika, D., Malis, E., & Lestari, A. S. (2020). Studi Penyerapan Logam Berat Pb
Menggunakan Nanopartikel Fe3O4. JPSE (Journal of Physical Science and
Engineering), 4(1), 18–22.
Sattuang, H., Mustari, K., & Syahrul, M. (2020). Analisis Efektivitas Instalasi
Pengolahan Air Limbah Domestik Studi Kasus Batikite Resort Jeneponto. 9,
56–68.
Setiyoningsih. (2018). Pembuatan Dan Karakterisasi Arang Aktif Kulit Singkong
Menggunakan AktivatoR ZnCl2. Jurnal Kimia Riset, 3(1), 13–19.
Setyobudiarso, H., & Yuwono, E. (2014). Rancang Bangun Alat Penjernih Air
Limbah Cair Laundry Dengan Menggunakan Media Penyaring Kombinasi
Pasir – Arang Aktif Jurusan Teknik Lingkungan dan Teknik Sipil ITN Malang.
Jurnal Neutrino, 6(2), 84–90.
Sherif, E. S. M., Abdo, H. S., Latief, F. H., Alharthi, N. H., & Abedin, S. Z. El.
(2019). Fabrication of Ti-Al-Cu new alloys by inductive sintering,
characterization, and corrosion evaluation. Journal of Materials Research and
Technology, 8(5), 4302–4311. Shokry, H., Elkady, M., & Hamad, H. (2019).
Nano activated carbon from industrial mine coal as adsorbents for removal of
43
dye from simulated textile wastewater: Operational parameters and
mechanism study. Journal of Materials Research and Technology, 8(5), 4477–
4488.
Siregar, R. D., Zaharah, T. A., & Wahyuni, N. (2015). Penurunan Kadar COD
(Chemical Oxygen Demand) Limbah Cair Industri Kelapa Sawit
Menggunakan Arang Aktif Biji Kapuk (Ceiba Petandra). Jurnal Kimia
Khatulistiwa, 4(2), 62–66.
So, P. H., Suhu, V., & Waktu, D. A. N. (2014). C selama 120 menit. Pengujian
kadar abu dengan menimbang arang aktif sebanyak 1 gram lalu memasukkan
pada furnace dengan suhu 500. 31–38.
South, A. E., & Nazir, E. (2016). Karakteristik air limbah rumah tangga (grey water)
pada salah satu perumahan menengah keatas yang berada di kelurahan
Kademangan kota tangerang. Jurnal Ecolab, 10(2), 80–88.
Suhartana, S. (2007). Pemanfaatan Sekam Padi sebagai Bahan Baku Arang Aktif
dan Aplikasinya untuk Penjernihan Air Sumur di Desa Asinan Kecamatan
Bawen Kabupaten Semarang. Jurnal Kimia Sains Dan Aplikasi, 10(3), 67–71.
Sulistyanti, D., Antoniker, A., & Nasrokhah, N. (2018). Penerapan Metode Filtrasi
dan Adsorpsi pada Pengolahan Limbah Laboratorium. EduChemia (Jurnal
Kimia Dan Pendidikan), 3(2), 147. 0
Syauqiah, I., Amalia, M., & Kartini, H. A. (2011). Analisis Variasi Waktu Dan
Kecepatan Pengaduk Pada Proses Adsorpsi Limbah Logam Berat Dengan
Arang Aktif. Info Teknik, 12(1), 11–20.
Taer, E., Oktaviani, T., Taslim, R., & Farma, R. (2015). Karakterisasi Sifat Fisika
Karbon Aktif Tempurung. P-ISSN: 2339-0654 e-ISSN: 2476-9398, IV, 97–
100.
Ulum, G. H., Suherman, S., & Syafrudin, S. (2015). Kinerja Pengelolaan Ipal
Berbasis Masyarakat Program Usri Kelurahan Ngijo, Kecamatan Gunung Pati,
Kota Semarang. Jurnal Ilmu Lingkungan, 13(2), 65.
Utomo, S. (2014). Pengaruh Waktu Aktivasi dan Ukuran Partikel Terhadap Daya
Serap Karbon Aktif dari Kulit Singkong dengan Aktivator NaOH. Universitas
Muhammadiyah Jakarta, November, 1–4.
Verayana, V., Paputungan, M., dan Iyabu, H. (2018). Pengaruh Aktivator HCl dan
H 3PO4 terhadap Karakteristik (Morfologi Pori) Arang Aktif Tempurung
Kelapa serta Uji Adsorpsi pada Logam Timbal (Pb). Jurnal Entropi, 13(1),
67–75.
Wang, M., Pang, J. C., Liu, H. Q., Li, S. X., & Zhang, Z. F. (2019). Property
optimization of low-cycle fatigue in Al-Si piston alloy at elevated
temperatures by ultrasonic melt treatment. Journal of Materials Research and
Technology, 8(5), 4556–4568.
Widayatno, T., Yuliawati, T., Susilo, A. A., Studi, P., Kimia, T., Teknik, F., &
Muhammadiyah, U. (2017). Adsorpsi Logam Berat (Pb) dari Limbah Cair
dengan Adsorben Arang Bambu Aktif. Jurnal Teknologi Bahan Alam, 1(1),
17–23.
Widiyanto, A. F., Yuniarno, S., & Kuswanto. (2015). Jurnal Kesehatan Masyarakat
LAND WATER POLLUTION FROM INDUSTRIAL WASTE AND. Jurnal
Kesehatan Masyarakat, 10(2), 246–254.
44
Wirawan, W. A., Wirosoedarmo, R., & Susanawati, L. D. (2014). Pengolahan
Limbah Cair Domestik Menggunakan Tanaman Kayu Apu Dengan Teknik
Tanaman Hidroponik Sistem DFT. Sumberdaya Alam Dan Lingkungan, 1(2),
63–70.
Wirosoedarmo, R., Haji, A. T. S., & Aprilia, E. H. (2016). Pengaruh Konsentrasi
Dan Waktu Kontak Pada Pengolahan Limbah Domestik Menggunakan
Karbon Aktif Tongkol Jagung Untuk Menurunkan BOD dan COD. Jurnal
Sumberdaya Alam Dan Lingkungan, 3(2), 31–38.
Yuningsih, L. M., Mulyadi, D., & Kurnia, A. J. (2016). Pengaruh Aktivasi Arang
Aktif dari Tongkol Jagung dan Tempurung Kelapa Terhadap Luas Permukaan
dan Daya Jerap Iodin. Jurnal Kimia VALENSI, 2(1), 30–34.
45
LAMPIRAN I
DOKUMENTASI UJI PENDAHULUAN
Gambar LIII.1 Peneliti sedang melakukan uji pendahuluan. Uji pendahuluan
dilakukan dengan aktivasi arang aktif dan uji kualitas arang aktif
dari tempurung kelapa.
46
Pengambilan sampel Sampel Limbah
Pengadukan Dengan Proses Flokulasi Proses Pengecekan TSS
Hasil sampel 12 perlakuan Pengecekan pH sampel awal
Pengecekan 1 gram 15 menit Pengecekan 1 gram 30 menit
47
Pengecekan 1 gram 45 menit Pengecekan 1 gram 60 menit
Pengecekan 2 gram 15 menit Pengecekan 2 gram 30 menit
Pengecekan 2 gram 45 menit Pengecekan 2 gram 60 menit
Pengecekan 3 gram 15 menit Pengecekan 3 gram 30 menit
48
Pengecekan 3 gram 45 menit Pengecekan 3 gram 60 menit
Pengecekan COD Pengecekan 1 gram 15 menit
Pengecekan 1 gram 30 menit Pengecekan 1 gram 60 menit
49
Pengecekan 2 gram 15 menit Pengecekan 2 gram 30 menit
Pengecekan 2 gram 45 menit Pengecekan 2 gram 60 menit
Pengecekan 3 gram 15 menit Pengecekan 3 gram 30 menit
Alat Vakum pengecekan TSS Pengecekan sampel awal TSS
50
Pengecekan 1 gram 15 menit Pengecekan 1 gram 30 menit
Pengecekan 1 gram 45 menit Pengecekan 1 gram 60 menit
Pengecekan 2 gram 15 menit Pengecekan 2 gram 30 menit
Pengecekan 2 gram 45 menit Pengecekan 2 gram 60 menit
51
LAMPIRAN II
Perhitungan Konsentrasi HCL dan parameter TSS
A. Perhitungan Konsentrasi HCl 1 M
Diketahui : Densitas HCl (ρ) = 1,18 gr/mL
% HCl = 37%
Mr HCl = 36,5gr/mol
Ditanya : V HCl?
Penyelesaian 𝑀1 =𝜌× %×10
𝑀𝑟
=1,18
𝑔𝑟
𝑚𝐿× 37×10
36,5 𝑔𝑟
𝑚𝑜𝑙
= 11,96 mol/ml
𝑀1𝑉1 = 𝑀2 𝑉2
𝑉1 =1000 𝑚𝑙 ×0,1 𝑀
11,96 𝑀
= 8,36 ml
Untuk menghitung parameter TSS maka dilakukan Persamaan 2;
Mg TSS per liter= (𝐴−𝐵)𝑥1000
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑜ℎ 𝑢𝑗𝑖, 𝑚𝐿 = ?
dengan A adalah berat kertas saring + residu kering (mg), dan B adalah berat kertas
saring, (mg).
1. Perhitungan sampel awal parameter TSS limbah domestik
=(0,1584−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =184 mg/l
2. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 1 gram 15 menit
=(0,1515−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =115 mg/l
3. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 1 gram 30 menit
=(0,1470−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =70 mg/l
4. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 1 gram 45 menit
52
=(0,11459−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =59 mg/l
5. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 1 gram 60 menit
=(0,1421−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 = 21 mg/l
6. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 2 gram 15 menit
=(0,1483−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =83 mg/l
7. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 2 gram 30 menit
=(0,1472−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =72 mg/l
8. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 2 gram 45 menit
=(0,1445−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =45 mg/l
9. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 2 gram 60 menit
=(0,1457−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =57 mg/l
10. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 3 gram 15 menit
=(0,1519−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =119 mg/l
11. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 3 gram 30 menit
=(0,1534−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =134 mg/l
12. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 3 gram 45 menit
=(0,1496−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =96 mg/l
13. Perhitungan sampel TSS pada pengolahan 3 gram 60 menit
=(0,1472−0,1400) ×1000 𝑚𝑔
0,1 𝐿 =72 mg/l
53
LAMPIRAN III
PENGUJIAN PARAMETER AIR LIMBAH
1. Pengujian Parameter COD (SNI. 06.6989.72.2009).
Cara pengujian parameter COD ditunjukkan sesuai (SNI. 06.6989.73.2009)
ditunjukkan sebagai berikut:
1. Pembuatan larutan pereaksi asam sulfat
Dilarutkan 10,12 g serbuk atau kristal Ag2SO4 ke dalam 1000 mL H2SO4 pekat,
kemudian aduk hingga merata.
2. Pembuatan larutan baku kalium dikromat (K2Cr 2O7) 0,01667 M (≈ 0,1 N)
(digestion solution).
a. Dilarutkan 4,903 g K2Cr 2O7 yang telah dikeringkan pada suhu 150°C
selama 2 jam ke dalam 500 mL air bebas organik.
b. Ditambahkan 167 mL H2SO4 pekat dan 33,3 g HgSO4.
c. Dilarutkan dan dinginkan pada suhu ruang dan encerkan sampai 1000 mL.
3. Pembuatan larutan indikator ferroin
Dilarutkan 1,485 g 1,10 phenanthrolin monohidrat dan 695 mg FeSO4.7H2O
dalam air bebas organik dan di encerkan sampai 100 mL.
4. Pembuatan larutan baku Ferro Ammonium Sulfat (FAS) 0,05 M
a. Dilarutkan 19,6 g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O dalam 300 mL air bebas organik.
b. Ditambahkan 20 mL H2SO4 pekat.
c. Didinginkan dan tepatkan sampai 1000 mL.
5. Pembutan larutan asam sulfamat (NH2SO3H)
Ditambahkan 10 mg asam sulfamat untuk setiap mg NO2-N yang ada dalam
contoh uji.
6. Pembuatan larutan baku Kalium Hidrogen Ftalat (HOOCC6H4COOK, KHP) ≈
COD 500 mg O2/L
a. KHP digerus perlahan, lalu dikeringkan sampai berat konstan pada suhu
110°C.
b. Dilarutkan 425 mg KHP ke dalam air bebas organik sampai 1000 mL.
54
c. Disimpan dalam kondisi dingin pada temperatur 4°C ± 2°C dan dapat
digunakan sampai 1 minggu selama tidak ada pertumbuhan mikroba.
7. Prosedur kerja pengujian COD
a. Pipet volume contoh uji dan tambahkan digestion solution dan tambahkan
larutan pereaksi asam sulfat ke dalam tabung atau ampul.
b. Ditutup tabung dan kocok perlahan sampai homogeny
c. Diletakkan tabung pada pemanas yang telah dipanaskan pada suhu 150°C,
lakukan digestion selama 2 jam
d. Didinginkan perlahan-lahan contoh uji yang sudah direfluks sampai suhu
ruang. Saat pendinginan sesekali tutup contoh uji dibuka untuk mencegah
adanya tekanan gas
e. Dipindahkan secara kuantitatif contoh uji dari tube atau ampul ke dalam
Erlenmeyer untuk titrasi
f. Ditambahkan indikator ferroin 0,05 mL - 0,1 mL atau 1 - 2 tetes dan aduk
dengan pengaduk magnetik sambil dititrasi dengan larutan baku FAS 0,05
M sampai terjadi perubahan warna yang jelas dari hijau-biru menjadi coklat-
kemerahan, catat volume larutan FAS yang digunakan Dilakukan langkah
(a) sampai dengan (f) terhadap air bebas organik sebagai blanko. Catat
volume larutan FAS yang digunakan.
2. Pengujian parameter TSS (SNI. 06.6989.3.2004).
TSS dari sampel air akan dibaca dengan menggunakan metode gravimetri.
Metode tersebut akan dijelaskan lebih rinci sebagai berikut dengan (SNI.
06.6989.3.2004)
1. Prosedur kerja pengujian TSS
a. Dilakukan penyaringan dengan peralatan vakum. Dibasahi saringan dengan
sedikit air suling.
b. Diaduk sampel dengan pengaduk magnetik untuk memperoleh sampel yang
lebih homogen.
c. Pipet sampel dengan volume tertentu, pada waktu sampel diaduk dengan
pengaduk magnetik.
55
d. Dicuci kertas saring atau saringan dengan 3 x 10 mL air suling, dibiarkan
kering sempurna, dan dilanjutkan penyaringan dengan vakum selama 3
menit agar diperoleh penyaringan sempurna. sampel dengan padatan
terlarut yang tinggi memerlukan pencucian tambahan.
e. Dipindahkan kertas saring dengan penuh hati-hati dari peralatan penyaring
dan dipindahkan ke wadah timbang aluminium sebagai penyangga.
Apabila digunakan cawan Gooch maka dipindahkan cawan dari rangkaian
alatnya.
f. Dikeringkan dalam oven minimal selama 1 jam pada suhu 103ºC sampai
dengan suhu 105ºC, didinginkan dalam desikator guna untuk
menyeimbangkan suhu kemudian ditimbang.
;Diulangi tahapan pada pengeringan, pendinginan dalam desikator, dan
dilakukan penimbangan sampai dengan diperoleh berat konstan atau sampai
perubahan berat lebih kecil dari 4% terhadap penimbangan sebelumnya atau lebih
kecil dari 0,5 mg.
56
LAMPIRAN IV
KORELASI PARAMETER COD, TSS dan pH
Correlations
COD TSS
COD Pearson Correlation 1 .153
Sig. (2-tailed) .636
N 12 12
TSS Pearson Correlation .153 1
Sig. (2-tailed) .636 N 12 12
Correlations
COD pH
COD Pearson Correlation 1 -.727**
Sig. (2-tailed) .007
N 12 12
pH Pearson Correlation -.727** 1
Sig. (2-tailed) .007 N 12 12
**. Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).
Correlations
pH TSS
pH Pearson Correlation 1 -.301
Sig. (2-tailed) .341
N 12 12
TSS Pearson Correlation -.301 1
Sig. (2-tailed) .341 N 12 12